1.一种多自由度电机运动特性仿真模拟控制方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)、把多自由度电机带输出轴的内转子与连接外壳的外转子的运动结构看作是由一种类型电动模块或一种类型运动模块和其他类型电动模块的合成，依据类型电动模块的驱动机理和轨迹规划，利用三维机械设计软件构建并绘制虚拟样机模型，即一种类型电动模块的几何实体模型、其他类型电动模块的几何实体模型及整体模块的几何实体模型；

(2)、将构建完毕的几何实体模型导入多体运动与动力学仿真软件中，并依据类型电动模块的运动机理，给出各部件位姿之间的运动约束关系及物理特性，设置与之相匹配的运动铰链，并施加外部载荷；基于电机的多自由度运动理念，分别使用运动副中的驱动形式和外加载荷中的旋转力矩，对电机的运动学和动力学进行分析计算，编辑部件的初始状态，在指定旋转序列下完成输出轴运动计算；

(3)、利用计算得到的驱动加速度、位移量变化和力矩周期性变化结果，设定多自由度电机输出轴内、外转子分别基于偏转与自转自由度的约束关系下，实现多自由度电机的倾斜操作和旋转运行；基于协同控制三自由度的约束关系下，实现多自由度电机的空间三自由度运动；并在后处理模块和动态画回放内观测电机的动态性能和运行轨迹，实现虚拟样机技术中的交互式时域仿真；

(4)、最后设置作为输入/输出的接口模块，进行基于多自由度电机的运动与动力学仿真与控制系统联合平台的搭建，由多体运动与动力学仿真软件作为输出系统方程的数据，再由其他控制程序读取，建立仿真下的控制系统方案，以电机的三自由度运动轨迹跟踪作为控制目标，实现电机在内、外转子协同配合下的滑动模态控制。

2.如权利要求1所述的一种多自由度电机运动特性仿真模拟控制方法，其特征在于：所述的一种类型电动模块为偏转型模块，并依据偏转型模块的驱动机理，利用三维机械设计软件构建并绘制该偏转型模块的几何实体模型。

3.如权利要求2所述的一种多自由度电机运动特性仿真模拟控制方法，其特征在于：所述的偏转型模块的几何实体模型包括偏转转子部分和位于偏转转子部分内部的偏转定子部分；所述的偏转转子部分通过十字联轴器和两个联动接头(42)与对外输出轴(50)相连；

偏转转子部分包括偏转永磁体(36)和位于偏转永磁体(36)外围的偏转转子轭(32)；所述偏转定子部分通过固定基座(47)与地面固定；偏转定子部分包括定子线圈(31)和铁芯(30)、定子轭(34)与定子支架(33)和盘式基座(35)；在十字联轴器(44)处添加配合两个联动输出接头(42)的万向节铰链，其余部件均以固定副相连偏转铰链的驱动部件。

4.如权利要求3所述的一种多自由度电机运动特性仿真模拟控制方法，其特征在于：所述的单自由度旋转铰链中绕z轴方向上驱动加速度，以嵌套式的IF函数将自转运动分为启动、匀速、制动的三个阶段；所述的二自由度万向节铰链中绕x轴、y轴方向上驱动位移量，以累加型的STEP函数完成沿轴线和多方位的两类偏转操作；所述的三自由度球铰链绕x轴、y轴、z轴的作用点上施加三个方向转矩，其方向上相互垂直，在时域仿真的进程中相互作用产生的合转矩的作用下，实现空间三自由度的螺旋轨迹和闪电轨迹。

5.如权利要求1、2、3或4所述的一种多自由度电机运动特性仿真模拟控制方法，其特征在于：所述步骤(1)中，还包括其他类型电动模块，即自转型模块；所述自转型模块包括自转定子部分和自转转子部分，所述自转转子部分位于自转定子部分的外围；所述自转定子部分包括上述偏转型模块；添加一个贴合对外输出轴(49)与十字连杆(48)的旋转铰链，其余自转转子部件均以固定副相连自转铰链的驱动部件；

另外还包括电机的整体模块，电机的整体模型除了自转型模块和偏转型模块的结合外，另有传动装置、和与电机外壳(38)相连的十字连杆(48)及对外输出轴(49)；

在所述步骤(2)中，依据偏转型模块和自转型模块的电动机理，给出各部件位姿之间的运动约束关系及物理特性，包括添加各个部件的质量属性和转动惯量，设定各部件位姿之间的约束关系以及匹配相应的运动副铰链，控制电机自转运动的添加旋转铰链，控制电机偏转运动的添加万向节铰链，控制电机三自由度的运动的添加球铰链；并施加外部载荷；编辑部件的初始状态，在指定旋转序列下完成电机对外输出轴运动的组装计算；

在所述步骤(4)中，最后设置作为输入/输出的接口模块，建立联合仿真下的控制系统方案。

6.如权利要求5所述的一种多自由度电机运动特性仿真模拟控制方法，其特征在于：所述联合仿真下的控制系统方案，以施加的外部载荷作为数据输入，以电机的运动特性作为数据输出，定义6个状态变量，其中3个为旋转力矩，与之关联输入变量，3个为电机的轴向角速度，与之关联输出变量；其中，令虚拟样机输出的运动特性同时作为控制系统的输入输出变量，确定滑模控制系统的控制方案，以跟踪电机的三自由度运动轨迹；建立电机整体运动控制一体化的联合仿真平台；所述的基于联合仿真平台下的滑模控制系统的控制器函数为S-Function。

7.如权利要求5所述的一种多自由度电机运动特性仿真模拟控制方法，其特征在于：自转型模块包括自转定子线圈(40)、自转永磁体(41)、自转定子铁芯(37)与自转定子轭(39)以及电机外壳(38)；偏转型模块包括偏转定子线圈(31)、偏转永磁体(36)、偏转定子铁芯(30)和偏转定子轭(34)、偏转转子轭(32)和偏转定子支架(33)以及盘式基座(35)；整体模型除了自转型模块和偏转型模块的结合外，另有传动装置和与外壳相连的十字连杆(49)及对外输出轴(50)；

在所述步骤(3)中，多自由度电机输出轴内、外转子分别基于偏转与自转自由度的约束关系下，实现多自由度电机的倾斜操作和旋转运行；基于协同控制三自由度的约束关系下，实现多自由度电机的空间三自由度运动。

在电机自转的虚拟样机模型中，于输出轴始端处添加切合对外输出轴的旋转铰链，其余部件均以固定副相连自转铰链的驱动部件；

在电机偏转的虚拟样机模型中，于内置式的十字联轴器与穿孔轴套处添加配合两个联动输出接头的万向节铰链，其余部件均以固定副相连偏转铰链的驱动部件；

在二者协同控制下的电机整体模型中，于内置式的球面轴承与穿孔轴套处添加球铰链。在其相互作用的铰点上进行装配计算，使相关的两个零件有确定的运动约束方程，冗余的作用点与必需的作用点重合，以确保电机对外输出轴在驱动自转、偏转运动时的回转精度。

8.如权利要求5所述的一种多自由度电机运动特性仿真模拟控制方法，其特征在于：将具备几何关系的三类模型分别导入多体动力学仿真Adams软件中，在相应模型中分别添加各个部件的质量属性和转动惯量，设定各部件位姿之间的约束关系以及匹配相应的运动副铰链，控制电机自转运动的添加旋转铰链，控制电机偏转运动的添加万向节铰链，控制电机三自由度的运动的添加球铰链；

基于自转运动的旋转铰链中，添加旋转驱动，设置以加速度为自变量，进行运动学仿真，实现旋转电机的启动、匀速、制动的三个过程；

基于偏转运动的万向节铰链中，添加万向节驱动，设置以位移为自变量，进行运动学仿真，实现偏转电机的两类操作，一是沿轴线的正反向倾斜20°运动，二是多方位旋转一周倾斜20°的运动，相间夹角为5°；

基于三自由度运动的球铰链中，约束三个滑移自由度，施加三个铅直坐标面的轴向转矩，进行动力学仿真，实现电机的两种三自由度运动：一是自上而下、半径逐渐增大的螺旋式运动，二是围绕z轴向左右两侧的摇摆运动和偏离z轴的倾斜运动，其合成为往复三次的闪电型运动；

所述的基于虚拟样机自转模块独立运行的驱动，其特征在于：设定外围环式转子的驱动加速度函数，加速阶段与减速阶段分别为二次函数凸弧上升与凹弧下降，对应的速度曲线为三次函数的抛物线式增减；

所述的基于虚拟样机偏转模块独立运行的驱动，其特征在于：设定内置球状转子的驱动位移函数，利用累加型的Step函数实现每次倾斜到点和返回原点的平滑过渡，位移量的改变有一定的时间停滞，使得沿轴线偏移和多方位倾斜的二自由度运动得以平稳运行；

所述的基于虚拟样机三自由度电机的协同控制动力学分析，设定三个沿x、y、z轴的旋转力矩函数，内、外转子部分均以固定铰链联动球面轴承。规划电机的螺旋式运动，合转矩下的速度曲线同样分为启动、匀速、制动的三个阶段，其加、减速曲线近似为斜坡上升与斜坡下降；规划电机的闪电型运动，合转矩下的角速度曲线为幅值缓慢增加的正弦趋势，在仿真结束时减小为零。实现电机在两类驱动下的协同控制的空间三自由度运动。

9.如权利要求1、2、3或4所述的一种多自由度电机运动特性仿真模拟控制方法，其特征在于：所述的三维机械设计软件为Solidworks；所述的多体动力学仿真软件为ADAMS。