安裝在柔性基座上的欠驅動2R機械臂的混沌運動及其控制研究.pdf

1、混沌作為非線性科學領域的重大發(fā)現，自發(fā)現以來受到諸多學者的廣泛關注，人們在混沌邊緣、混沌控制與反控制等方面的研究出現了諸多成果。機構學領域中的混沌研究也取得了很大的進展。
　　在機械系統(tǒng)中，基座的變形和振動激勵增強了機構的振動，降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，對于精密機械手運動軌跡的影響尤為明顯。因此，對于安裝在柔性基座上的機構動力分析具有重要的理論和實際應用意義。
　　鍵合圖是一種以能量守恒定律為基礎的建模方法，尤其在多能域系統(tǒng)分析中

2、表現出突出的優(yōu)勢，它能夠分析系統(tǒng)功率的流動方向，能量的耗散、儲存及轉化，為從功率角度對系統(tǒng)的運動進行分析和研究提供了有力的工具。
　　本文以安裝在柔性基座上的欠驅動2R機械臂為研究對象，利用鍵合圖理論進行動力學建模，確定出系統(tǒng)關于驅動單參數及雙參數的混沌邊緣，提出基于雙參數混沌邊緣的混沌控制器的設計方法，實現了對系統(tǒng)的混沌運動的控制與反控制。
　　本文具體的研究內容和相關結論如下:
　　1.利用鍵合圖理論和方法建立2R

3、機械臂系統(tǒng)的鍵合圖模型，根據系統(tǒng)流與勢之間的關系推導出系統(tǒng)的動力學方程;分析了基座處彈性剛度和阻尼對機構運動的影響，并對系統(tǒng)的動力學激勵參數和結構參數對機構運動狀態(tài)的影響進行研究，發(fā)現這些參數對系統(tǒng)功率及運動會產生不同程度的影響。
　　2.由于結構參數在系統(tǒng)建成之后是難以改變的，所以，本文重點研究了動力學激勵參數對機構運動特性的影響。分別以驅動幅值及驅動頻率為可變參數，確定出了相應的單參數及雙參數混沌邊緣，以及系統(tǒng)周期運動的演變規(guī)

4、律，分析了參數變化時系統(tǒng)的功率狀態(tài)的變化。通過對系統(tǒng)運動狀態(tài)與功率狀態(tài)的對比，發(fā)現功率狀態(tài)與運動狀態(tài)之間存在一致性的關系，功率變化周期數與運動周期數之間近似為2倍關系。
　　3.基于系統(tǒng)雙參數的混沌邊緣，將混沌控制器設計參數視為受控系統(tǒng)的內部參數，確定出受控系統(tǒng)控制參數的混沌邊緣，以此為依據可以確定出控制器的設計參數，實現對系統(tǒng)混沌運動的控制與反控制。
　　本文的研究為非線性動力系統(tǒng)的混沌控制與反控制器的設計提供了新的思路，