基于模糊控制的2R柔性臂壓電陶瓷抑振跟蹤實驗研究.pdf

1、柔性機器人由于具有提高運行速度、增加持重比、降低功耗、提高精度,進而改善系統(tǒng)結構和整體性能等諸多優(yōu)點,自上世紀70年代以來,逐漸成為研究的前沿和熱點。但桿件柔性化的同時也帶來了彈性振動問題,這極大影響了柔性機器人的正常使用,甚至導致系統(tǒng)失穩(wěn),因此研究柔性桿件的抑振是非常必要,也是非常有意義的。 本文在分析了柔性機械臂振動抑制的主要方法和國內(nèi)在柔性機械臂抑振領域的研究成果的基礎上,以2R柔性機械臂為研究對象,以應變片為傳感器,光電

2、編碼器為電機位置傳感器,壓電陶瓷為抑振作動器,伺服電機為機械臂驅動裝置,搭建了2R柔性機械臂跟蹤抑振實驗平臺,并開展了基于模糊控制的2R柔性機器臂主動抑振和跟蹤實驗研究。本文的具體內(nèi)容如下： 1.采用假設模態(tài)法對單臂2R柔性機器人進行動力學建模與仿真,為后面的實驗研究進行理論準備,并利用模糊與PID控制技術,設計了模糊控制器和PID控制器。 2.用Visual C++編寫了具有圖形顯示、目標路徑規(guī)劃、電機閉環(huán)控制計算、壓

3、電驅動電壓計算、接口數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)記錄及保存等功能的實驗控制軟件,其中電機閉環(huán)驅動計算,壓電陶瓷驅動電壓模糊運算是整個控制軟件的核心所在,并搭建了實驗的硬件系統(tǒng)。 3.通過搭建的實驗裝置,采用模糊控制方法抑制柔性臂的彈性振動,同時采用PID算法對機械臂分別進行關節(jié)跟蹤和末端跟蹤,實現(xiàn)了2R柔性臂無負載關節(jié)跟蹤抑振,有負載關節(jié)跟蹤抑振,無負載末端跟蹤抑振和有負載末端跟蹤抑振等實驗,驗證了用于抑振的模糊控制器和用于跟蹤的PID控制器