伺服驅(qū)動的智能柔性機械臂的振動主動控制研究.pdf

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

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

3、線和柔性機械臂的振動曲線，為之后的系統(tǒng)特性分析、控制算法以及控制器設(shè)計提供了理論基礎(chǔ)。結(jié)合控制算法，利用壓電致動器對柔性機械臂進行振動控制，并分別進行了相應(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)融合的智能柔性機械臂實驗測控平臺。該平臺能實現(xiàn)柔性機械臂的伺服控制，對整個系統(tǒng)的剛性運動和柔性振動狀態(tài)參數(shù)進行實時監(jiān)控、分析和存儲，結(jié)合多種控制算法，利用壓電致動器對智能柔性機械臂進行振動的主動控制，控制效果的比對等內(nèi)容