现有汽车电泳涂装输送设备主要有多功能穿梭机和RoDip输送机,但其存在制造安装工艺要求高、机构运行维护成本大、采用悬臂梁结构导致其承载能力不足、柔性化水平不高等问题,因此其性能有待进一步提高。混联机构是一种兼具并联机构高刚度、高精度、高承载能力特性和串联机构工作空间大、运动灵活等特性的新型机械结构,能够实现多自由度、多模式运动。本课题组将混联机构引入到汽车电泳涂装输送系统中,自行研制了一种具有两边对称型结构的新型混联式汽车电泳涂装输送机构。本文以此新型混联式输送机构为研究对象,在其机械性能优势的基础上着重研究其高性能运动控制问题。新型混联式输送机构是一种强非线性、强耦合的多输入多输出复杂系统,与运动学控制相比,动力学控制考虑了混联机构的动力学特性与耦合关系,可获得更好的控制效果,因此本文研究采用动力学控制方法。但混联式输送机构的闭链结构和运动学约束导致其动力学模型较为复杂,使得建立精确的动力学模型较为困难,此外混联式输送机构存在建模误差、摩擦力以及外部干扰等不确定性,因此难以实现其高性能控制。考虑到滑模控制具有响应速度快、对建模误差、摩擦力、外部干扰等各种不确定性不敏感、鲁棒性好的优点,本文引入终端滑模控制。针对终端滑模控制存在系统状态远离平衡点时收敛速度较慢导致系统跟踪精度不高、且控制器设计存在奇异性导致控制器输出无穷大而存在物理不可实现的问题,本文提出一种新型混联式输送机构的非奇异快速终端滑模控制方法,以提高终端滑模控制系统的收敛速度和跟踪精度并解决控制器的奇异性问题。然而在实际工程应用中,控制系统不确定性的上界往往是未知的,因此非奇异快速终端滑模控制切换增益的选择要求尽可能大,以能够克服系统最严重情况时的不确定性。但切换增益过高会给混联式输送机构的非奇异快速终端滑模控制带来抖振,并易引起执行器饱和问题,从而降低控制品质。考虑滑模观测器对于建模误差、摩擦力和外部干扰等不确定性的观测误差能在有限时间收敛,且在复杂工业环境下滑模观测器仍能保证较高的观测精度,因此本文进一步提出一种结合滑模观测器的新型混联式输送机构非奇异快速终端滑模控制方法,通过滑模观测器的前馈作用补偿不确定性对输送机构控制性能的不良影响,以在提高混联式输送机构控制系统鲁棒性的同时避免非奇异快速终端滑模控制必需选用大切换增益问题,实现新型混联式输送机构的高性能控制。本文首先介绍汽车电泳涂装输送设备及混联机构发展概况,并详细分析混联机构运动控制研究现状;接着针对所研究的新型混联式输送机构,进行运动学分析,建立运动学逆解方程,求得混联式输送机构的雅克比矩阵,并通过MATLAB软件进行运动学仿真分析;其次,在运动学分析基础上采用Lagrange法建立混联式输送机构的动力学模型,并通过MATLAB软件进行仿真分析,验证了动力学模型的正确性;为提高混联式输送机构控制系统的性能,针对终端滑模控制存在系统状态远离平衡点时收敛速度较慢导致系统跟踪精度不高,且控制器设计存在奇异性导致控制器输出无穷大而存在物理不可实现的问题,本文基于混联式输送机构动力学模型,研究设计一种非奇异快速终端滑模控制器,通过与终端滑模控制方法进行仿真对比,验证了所设计动力学控制器的正确性与有效性;进一步,针对非奇异快速终端滑模控制需选取大切换增益带来的滑模控制抖振与执行器饱和问题,提出一种结合滑模观测器的新型混联式输送机构非奇异快速终端滑模控制方法,并运用Lyapunov稳定性定理证明所提出控制算法的稳定性,通过与非奇异快速终端滑模控制方法进行MATLAB仿真比较,结果验证了本文所提出控制算法的正确性与有效性;最后,完成新型混联式输送机构结合滑模观测器的非奇异快速终端滑模控制系统的构建与实验平台的搭建,并在此基础上完成了运动控制实验,实验结果进一步验证了所设计控制器的有效性与优越性。