本文關(guān)鍵詞：基于壓電陶瓷的柔性機械臂抑振策略的研究

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【摘要】：柔性機構(gòu)因其輕質(zhì),高效等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于機器人領(lǐng)域。但柔性機構(gòu)易產(chǎn)生彈性振動,使機器人的定位精度降低。采用合適的控制策略可有效抑制柔性機構(gòu)的振動。柔性機構(gòu)的振動控制可分為被動控制和主動控制,其中基于壓電陶瓷(PZT)材料的主動控制相比于被動控制具有機構(gòu)簡單,壓電轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點。本文基于歐拉伯努利梁理論,以懸臂梁結(jié)構(gòu)代替單自由度柔性機器人,對由懸臂梁,PZT傳感器及PZT驅(qū)動器構(gòu)成的振動控制系統(tǒng)進(jìn)行研究。首先,基于彈性力學(xué)理論構(gòu)建了主動控制系統(tǒng)的動力學(xué)模型,基于理論模型對PZT材料的數(shù)量和位置進(jìn)行優(yōu)化,并獲得了傳感電壓與驅(qū)動電壓的傳遞函數(shù),設(shè)計了具有多種控制方案的振動控制器。然后,在COMSOL中對柔性臂在不同頻率下的振動控制仿真。最后,基于NI虛擬儀器搭建了實驗平臺,對柔性臂振動控制前后的傳感電壓進(jìn)行測試。根據(jù)實驗及仿真結(jié)果的分析可知,在不同的控制方案下,基于PZT材料的主動控制方法適用于柔性臂在諧振頻率,非諧振頻率以及隨機振動下的振動抑制。且柔性臂的振動最高可達(dá)到82.65%與80.72%的抑制。此課題的研究對柔性臂在不同頻率下振動控制的問題提供了一種解決方案。
【關(guān)鍵詞】：柔性機械臂 壓電陶瓷 主動控制 傳遞函數(shù) 控制策略
【學(xué)位授予單位】：安徽工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB535;TP241
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-18
• 1.1 課題來源12
• 1.2 研究背景12-17
• 1.2.1 柔性機器人的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.2 柔性機器人振動控制的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3 研究內(nèi)容17-18
• 第2章 柔性機械臂的振動控制系統(tǒng)理論建模18-27
• 2.1 單自由度柔性機械臂建模18-21
• 2.2 柔性機械臂控制系統(tǒng)建模21-26
• 2.3 本章小結(jié)26-27
• 第3章 控制器的設(shè)計及控制效果分析27-47
• 3.1 控制方案的設(shè)計27-30
• 3.1.1 控制器的設(shè)計27-30
• 3.1.2 柔性臂振動控制效果的評價30
• 3.2 柔性臂振動控制的仿真30-45
• 3.2.1 柔性臂在諧振頻率下的振動控制仿真30-43
• 3.2.2 柔性臂在非諧振頻率下的振動控制仿真43-44
• 3.2.3 柔性臂在隨機振動下的振動控制仿真44-45
• 3.3 本章小結(jié)45-47
• 第4章 柔性機械臂振動控制的實驗研究47-64
• 4.1 實驗方案47-48
• 4.2 實驗器材介紹48-53
• 4.3 實驗研究53-62
• 4.3.1 柔性臂在諧振頻率下的振動控制實驗54-60
• 4.3.2 柔性臂在非諧振頻率下的振動控制實驗60-61
• 4.3.3 柔性臂在隨機振動下的振動控制實驗61-62
• 4.4 本章小節(jié)62-64
• 第5章 總結(jié)與展望64-65
• 5.1 總結(jié)64
• 5.2 展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文69-70
• 致謝70

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張慶,王華坤,張世琪;組合柔性機械臂變形及滯遲特性分析[J];機械設(shè)計;2005年05期

2 劉廣瑞;柔性機械臂振動控制研究[J];機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新;2005年03期

3 李坤;，

本文編號：1025350