近年來(lái),含伸展構(gòu)件的柔性機(jī)械臂系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于航天工程和工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域。這類系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)誘發(fā)其產(chǎn)生振動(dòng),并可能影響自身的壽命和定位精度,因此本文基于絕對(duì)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)法,對(duì)含伸展構(gòu)件的柔性旋轉(zhuǎn)壓電智能梁系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)建模及振動(dòng)控制分析。主要研究?jī)?nèi)容有:(1)對(duì)壓電懸臂梁的非線性動(dòng)力學(xué)問(wèn)題,基于絕對(duì)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)法,建立了考慮壓電片影響的壓電懸臂梁非線性動(dòng)力學(xué)方程。利用文獻(xiàn)中經(jīng)典的雙壓電晶體懸臂梁的算例驗(yàn)證了本文理論建模的正確性。(2)對(duì)軸向伸展的壓電懸臂梁,給出隨著梁的軸向伸展,壓電片位置的變化,采用變長(zhǎng)度單元?jiǎng)澐謫卧姆椒?建立其動(dòng)力學(xué)方程。計(jì)算了不同伸展速率下,軸向伸展壓電懸臂梁的末端撓度,結(jié)果表明伸展速率越大,其振動(dòng)頻率越小。(3)對(duì)軸向伸展的壓電懸臂梁的振動(dòng)控制問(wèn)題,設(shè)計(jì)了PID和模糊PID控制器,比較兩種控制器在相同條件參數(shù)下,對(duì)以不同速率伸展的懸臂梁末端撓度的控制效果,結(jié)果表明梁伸展的速率越大,越有利于振動(dòng)控制。(4)對(duì)含伸展壓電懸臂梁和柔性壓電旋轉(zhuǎn)梁的系統(tǒng)進(jìn)行振動(dòng)控制分析,建立了梁系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程。在懸臂梁勻速伸展有變形的情況下,分析壓電片對(duì)旋轉(zhuǎn)梁末端的絕對(duì)位移,旋轉(zhuǎn)角度和末端...

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 概述及國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展
        1.2.1 壓電智能結(jié)構(gòu)在振動(dòng)控制領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 柔性機(jī)械臂系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 柔性臂振動(dòng)控制算法研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
2 壓電智能懸臂梁的動(dòng)力學(xué)建模
    2.1 一維二節(jié)點(diǎn)梁?jiǎn)卧Ｐ?br>    2.2 壓電智能懸臂梁?jiǎn)卧獎(jiǎng)恿W(xué)方程的建立
        2.2.1 梁?jiǎn)卧膭?dòng)能
        2.2.2 梁?jiǎn)卧膭?shì)能
        2.2.3 壓電材料的傳感致動(dòng)分析
        2.2.4 梁?jiǎn)卧耐饬?br>        2.2.5 梁?jiǎn)卧膭?dòng)力學(xué)方程
    2.3 梁整體的動(dòng)力學(xué)方程
    2.4 動(dòng)力學(xué)方程組的求解
    2.5 算例驗(yàn)證及分析
        2.5.1 雙壓電晶體懸臂梁的非線性撓度計(jì)算
        2.5.2 壓電懸臂梁的固有頻率分析
    2.6 本章小結(jié)
3 軸向伸展壓電智能懸臂梁的動(dòng)力學(xué)建模
    3.1 軸向伸展壓電智能懸臂梁的描述
    3.2 梁?jiǎn)卧獎(jiǎng)恿W(xué)方程的建立
        3.2.1 變長(zhǎng)度梁?jiǎn)卧拿枋?br>        3.2.2 動(dòng)能的變分
        3.2.3 勢(shì)能的變分
        3.2.4 外力所做的功
        3.2.5 變長(zhǎng)度梁?jiǎn)卧膭?dòng)力學(xué)方程
    3.3 伸展智能梁整體的動(dòng)力學(xué)方程
    3.4 算例分析
    3.5 本章小結(jié)
4 軸向伸展壓電智能懸臂梁的振動(dòng)控制
    4.1 PID控制器的設(shè)計(jì)
    4.2 模糊PID控制器的設(shè)計(jì)
        4.2.1 輸入、輸出量設(shè)計(jì)
        4.2.2 模糊規(guī)則庫(kù)的設(shè)計(jì)
    4.3 狀態(tài)空間的實(shí)現(xiàn)
    4.4 算例仿真與分析
        4.4.1 不同壓電片長(zhǎng)度控制效果比較
        4.4.2 不同伸展速率對(duì)伸展懸臂梁末端撓度控制效果影響
    4.5 本章小結(jié)
5 含伸展壓電懸臂梁和柔性壓電旋轉(zhuǎn)梁系統(tǒng)的振動(dòng)控制
    5.1 組合梁系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程的建立
    5.2 組合梁系統(tǒng)狀態(tài)空間方程的實(shí)現(xiàn)
    5.3 算例仿真與分析
        5.3.1 壓電片對(duì)旋轉(zhuǎn)梁系統(tǒng)影響的動(dòng)力學(xué)分析
        5.3.2 伸展懸臂梁無(wú)變形時(shí)旋轉(zhuǎn)梁上不同壓電片數(shù)量與位置控制效果分析
        5.3.3 懸臂梁勻速伸展有變形時(shí)梁系統(tǒng)的振動(dòng)控制分析
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)



本文編號(hào)：3836866