【摘要】： 在傳統(tǒng)的機械系統(tǒng)控制中,系統(tǒng)會在各種約束下運動,這里所說的約束往往是指被動約束,系統(tǒng)一旦確定了這個約束,那么系統(tǒng)本身或者是環(huán)境就會產(chǎn)生相應(yīng)的約束力,使得系統(tǒng)按照約束條件運動。一個質(zhì)點被約束在桌面上運動,那么這個約束力就會由桌面自動地提供,保證質(zhì)點在桌面上運動,這個約束稱為被動約束,它是在設(shè)計機械結(jié)構(gòu)的時候已經(jīng)設(shè)計好的約束。通常情況下,人們很少考慮這個約束是如何產(chǎn)生約束力的,并習(xí)慣的認(rèn)為約束力的產(chǎn)生是最初設(shè)計時需要考慮的問題,也就是結(jié)構(gòu)本身提供的約束力,而不是把約束力的施加歸為控制應(yīng)該完成的任務(wù),這就是被動約束的思想。 基于主動約束的機械系統(tǒng)控制是近些年才發(fā)展起來的一種控制理論,它的思想是認(rèn)為約束力的產(chǎn)生是伺服控制系統(tǒng)應(yīng)該完成的任務(wù),也就是人為主動施加到系統(tǒng)中去的,因此稱為主動約束。而這個主動約束力的大小,則是通過分析力學(xué)中拉格朗日方程推導(dǎo)出來的。這種在機械系統(tǒng)中利用主動約束力作為控制量的方法拓寬了傳統(tǒng)拉格朗日力學(xué)的應(yīng)用范圍,為機械系統(tǒng)伺服控制理論提供了一個新的思路。 本文首先介紹了主動約束問題,通過約束條件,利用拉格朗日力學(xué)的方法推導(dǎo)出滿足該約束所需要產(chǎn)生的約束力大小,這是主動約束控制理論的基礎(chǔ)。然后通過一個2自由度機械手臂的建模,利用主動約束控制方法對其進(jìn)行控制,將控制目標(biāo)定義為約束,最后利用MATLAB軟件進(jìn)行整個控制系統(tǒng)的仿真,并建立了基于主動約束控制的機械系統(tǒng)聯(lián)合仿真平臺。通過這種方法驗證了在機械系統(tǒng)中主動約束控制能很好地實現(xiàn)系統(tǒng)中約束所提出的目標(biāo),完成了控制要求。
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號】：TH11
【圖文】：

對這一結(jié)構(gòu)進(jìn)行化簡，將臂1和臂2的質(zhì)量全部集中到前部說手臂在化簡之后是無質(zhì)量的，質(zhì)量全部集中在關(guān)節(jié)2和手臂2最且將質(zhì)量處視為一質(zhì)點，忽略轉(zhuǎn)動時自身產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動慣量，并且忽影響，將其視為一個最為理想的模型，如圖(3.2)所示。

圖3.22自由度手臂模型化簡示意圖示為2自由度機械手臂化簡示意圖，其中質(zhì)點1處的質(zhì)量1，yl)，質(zhì)點2處的質(zhì)量為m2，笛卡爾坐標(biāo)為(x2，火)，無夾角為e，，逆時針方向為正，無質(zhì)量桿2與y軸垂直方向

制量)為:1一2一﨏Jl....、，產(chǎn)內(nèi)‘8一F。一}擬捌艾)了「月‘1:(m，+nzZ):1、-(0一【1機ZLZeos(81L2+、、.夕刃/矛mZ乙Zeos(01一02)‘L2‘、、..夕/”01“凡月1TLAB軟件的控制系統(tǒng)仿真軟件介紹

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10 高森;柳獻(xiàn);袁勇;侯景鵬;;結(jié)構(gòu)混凝土早齡期約束受拉徐變的試驗方法設(shè)計[J];隧道建設(shè);2010年03期

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8 唐永杰;晏礪堂;;機敏粘彈阻尼減振技術(shù)[A];第二屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];1995年

9 徐振中;;多指機器人手的一種自適應(yīng)力／位控制方法[A];1994年中國控制會議論文集[C];1994年

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7 關(guān)信平;當(dāng)SARS遭遇全球化：反思風(fēng)險漩渦[N];21世紀(jì)經(jīng)濟報道;2003年

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9 記者 裴其娟;管城區(qū)行政執(zhí)法講溫情[N];鄭州日報;2006年

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