柔性臂自適應(yīng)預(yù)整形振動抑制.pdf

1、柔性機(jī)械臂因其高速、輕質(zhì)、高負(fù)載自重比的結(jié)構(gòu)而在工業(yè)和航空航天領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。由于臂的質(zhì)量輕，可以施加更小的力矩來快速地對它進(jìn)行控制，因此可以有更小的能耗和更大的靈活度。然而由于柔性臂本身柔性因素會使其控制過程中產(chǎn)生不可避免的振動。這對于末端控制的精度和對設(shè)備的安全性都會有影響。因此為了解決這一問題，本文從建模和控制兩方面對熱點研究的單柔性臂和雙柔性臂的振動控制進(jìn)行了研究，主要內(nèi)容如下：
　　 1、首先對柔性臂的應(yīng)用場

2、合，全球各高校和科研機(jī)構(gòu)的研究進(jìn)展等進(jìn)行了概要的介紹，并提出柔性臂的振動控制問題。然后概述了目前對這個問題的研究方法和技術(shù)手段，著重說明了輸入預(yù)整形技術(shù)和濾波技術(shù)相比其它幾種技術(shù)的優(yōu)勢。
　　 2、通過理論建模和簡化，得到了一個具有線性特性的柔性臂振動模型。進(jìn)一步經(jīng)過變換，獲得了一個類似二階振動系統(tǒng)的疊加模型，由此得出了振動產(chǎn)生的本質(zhì)原因。進(jìn)一步提出了抑制振動的輸入預(yù)整形方案和濾波方案，并進(jìn)行了魯棒性能的分析。然后對比例微分控制

3、器、基于輸入整形的振動控制器和基于濾波的振動控制器這三種控制器的控制效果進(jìn)行了比較。
　　 3、針對負(fù)載變化的單連桿柔性臂，證明了當(dāng)頻率值改變后，固定參數(shù)的輸入整形器會出現(xiàn)魯棒性問題。本文利用快速傅里葉變換技術(shù)對系統(tǒng)的整形器頻率進(jìn)行自適應(yīng)篩選，設(shè)計了不依賴于模型的，能夠抑制由于參數(shù)不匹配帶來的柔性臂末端殘余振動的在線自適應(yīng)輸入整形器。給出了在單連桿柔性臂上應(yīng)用自適應(yīng)和非自適應(yīng)輸入整形器以及比例微分控制器的效果比較，說明了所提算法