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本发明提出了一种机械控制一体化设计方法，该方法包括：首先建立被控对象的初始模型，将不确定部分的估计视为扰动；将被控对象模型的确定部分进行参数化设计，获得参数化模型；根据对象模型的动态响应特征和控制目标要求，将被控对象模型进一步截断和简化，得到近似模型，作为预测模型；测量系统状态，建立控制性能判断准则，并与预测模型计算结果求差，获得系统总扰动；根据预测模型的阶次，设计总扰动消除环节，构造完成自抗扰控制器；以控制性能最优为目标，对机械系统和自抗扰控制器的参数进行同时优化，实现机械控制一体化设计。

本发明公开了一种紧凑型刚柔耦合平台连接结构及其构成的多轴运动平台，包括上层平台、下层平台、运动检测元件和驱动装置，上层平台基座设计成刚柔耦合结构安装到下层平台导轨上，下层平台上安装有所述驱动装置，驱动装置驱动上层平台沿导轨方向运动；运动检测元件检测上层平台框架的位移或速度，可选第二检测元件检测柔性铰链的变形量或变形速度。本发明将上层平台底部与下层平台融合为一体，省去了中间连接板，使得平台的整体重心降低，结构紧凑，Z方向更扁平化，并且可叠加多层平台，实现多自由度运动，灵活地搭建出所需的多自由度高精度运动平台。另外，本发明的刚柔耦合连接结构采用夹心式柔性铰，同时保证无装配误差和疲劳寿命。

本发明公开了一种滚珠丝杠驱动的一体式多自由度刚柔耦合运动平台，包括X轴框架和第一柔性铰链平台，X轴框架外接Y轴框架的Y轴驱动装置的动力输出端连接，第一柔性铰链平台的X轴方向的侧面通过柔性铰链连接于框架上，第一柔性铰链平台的Y轴方向的侧面通过弹簧片式柔性铰链安装于X轴框架上；第一柔性铰链平台设于Y轴的每一条导轨上，隔离导轨摩擦的影响。本发明的X轴框架与X方向平台基座采用一体式加工制造，其余的平台组件直接安装在X方向平台基座上，采用一体式二自由度平台结构，避免了两层叠加的结构，不仅节省了材料成本，还降低了整个平台的重心。