柔性臂自適應預整形振動抑制.pdf

1、柔性機械臂因其高速、輕質、高負載自重比的結構而在工業(yè)和航空航天領域得到越來越廣泛的應用。由于臂的質量輕，可以施加更小的力矩來快速地對它進行控制，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生不可避免的振動。這對于末端控制的精度和對設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行了研究，主要內容如下：
　　 1、首先對柔性臂的應用場

2、合，全球各高校和科研機構的研究進展等進行了概要的介紹，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手段，著重說明了輸入預整形技術和濾波技術相比其它幾種技術的優(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。進一步經過變換，獲得了一個類似二階振動系統(tǒng)的疊加模型，由此得出了振動產生的本質原因。進一步提出了抑制振動的輸入預整形方案和濾波方案，并進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行了比較。
　　 3、針對負載變化的單連桿柔性臂，證明了當頻率值改變后，固定參數的輸入整形器會出現魯棒性問題。本文利用快速傅里葉變換技術對系統(tǒng)的整形器頻率進行自適應篩選，設計了不依賴于模型的，能夠抑制由于參數不匹配帶來的柔性臂末端殘余振動的在線自適應輸入整形器。給出了在單連桿柔性臂上應用自適應和非自適應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