伺服驅(qū)動(dòng)的智能柔性機(jī)械臂的振動(dòng)主動(dòng)控制研究.pdf

1、機(jī)器人和航空航天是21世紀(jì)兩個(gè)非常重要的發(fā)展領(lǐng)域。近幾年，隨著成本、執(zhí)行速度和運(yùn)輸便利性的要求不斷提高，輕質(zhì)量的智能柔性機(jī)械臂應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。由于智能柔性機(jī)械臂具有質(zhì)量輕、剛度低、撓度大和模態(tài)頻率低等特點(diǎn)，容易產(chǎn)生長(zhǎng)時(shí)間、低頻率的振動(dòng)，這將嚴(yán)重影響系統(tǒng)控制的精度和速度。
　　本文在國(guó)家自然科學(xué)基金和浙江省自然科學(xué)基金的資助下，以智能柔性機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)控制和振動(dòng)抑制技術(shù)為研究背景，以一類伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)和壓電致動(dòng)器為基礎(chǔ)的智能柔性機(jī)械臂

2、為研究對(duì)象，組建了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，重點(diǎn)探討了系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型、控制算法應(yīng)用和柔性機(jī)械臂的振動(dòng)主動(dòng)控制問(wèn)題，以提高系統(tǒng)的控制速度和精度為目標(biāo)，通過(guò)理論分析、數(shù)值仿真以及相關(guān)的實(shí)驗(yàn)論證等方法，提高了伺服驅(qū)動(dòng)的智能柔性機(jī)械臂的振動(dòng)控制效果，特別的，在小范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)振動(dòng)的完全抑制。
　　首先，本文針對(duì)研究對(duì)象，采用假設(shè)模態(tài)法和Hamilton原理相結(jié)合的方法，建立了柔性機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)方程，并在Matlab中進(jìn)行數(shù)值仿真，得出了電機(jī)位移曲

3、線和柔性機(jī)械臂的振動(dòng)曲線，為之后的系統(tǒng)特性分析、控制算法以及控制器設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)。結(jié)合控制算法，利用壓電致動(dòng)器對(duì)柔性機(jī)械臂進(jìn)行振動(dòng)控制，并分別進(jìn)行了相應(yīng)的數(shù)值仿真和穩(wěn)定性分析。
　　其次，組建了多通道、多路數(shù)據(jù)融合的智能柔性機(jī)械臂實(shí)驗(yàn)測(cè)控平臺(tái)。該平臺(tái)能實(shí)現(xiàn)柔性機(jī)械臂的伺服控制，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的剛性運(yùn)動(dòng)和柔性振動(dòng)狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、分析和存儲(chǔ)，結(jié)合多種控制算法，利用壓電致動(dòng)器對(duì)智能柔性機(jī)械臂進(jìn)行振動(dòng)的主動(dòng)控制，控制效果的比對(duì)等內(nèi)容