柔性機械臂的輕質(zhì)量、低耗能、高負載自重比使其在太空垃圾回收、水下樣本采集、未知空間探測等工作中游刃有余。不足的是其在工作中產(chǎn)生的機械振動對其工作精度影響較大,導(dǎo)致末端執(zhí)行件定位不準。為提高定位精度,對機械臂的振動進行抑制迫在眉睫。當前,主流的控制方法有主動和被動兩種類型,二者在抑振上各有千秋。為獲得更好抑振效果,本文對主被動混合控制策略進行探究。本文基于拉格朗日法進行了動力學(xué)建模,推導(dǎo)了系統(tǒng)動力學(xué)方程�；赾omsol中的模態(tài)分析模塊對兩自由度柔性機械臂進行了前三階的模態(tài)分析,并以此為據(jù),設(shè)計了2種被動控制方案,6種主動控制方案,6種主被動混合控制方案。在comsol中進行了前兩階振動下無控制狀態(tài)和上述14種控制模式下運動的仿真,繪制出末端點在不同控制下的位移時間圖像。仿真結(jié)果說明了主被動混合控制末端振動抑制效果比同位置的主動控制更好。最后,基于激光位移傳感器搭建了實驗平臺,先后對無控制狀態(tài)下,被動控制下方案1、方案2,仿真結(jié)果抑振效果較好的主動控制方案3、4、5和主被動混合控制下的方案9、10、11進行了機械臂末端振動位移測量。分析實驗結(jié)果,驗證了前面仿真結(jié)果的正確性。 

【文章來源】：安徽工程大學(xué)安徽省

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 研究背景與意義
        1.2.1 柔性機械臂的研究背景
        1.2.2 柔性機械臂動力學(xué)分析的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.3 柔性機械臂振動控制的研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容
第2章 兩自由度柔性機械臂的理論建模
    2.1 兩自由度柔性機械臂的運動學(xué)分析
        2.1.1 機械臂1的運動分析
        2.1.2 機械臂2的運動分析
    2.2 柔性機械臂動力學(xué)分析
        2.2.1 系統(tǒng)的動能
        2.2.2 系統(tǒng)的應(yīng)變能
        2.2.3 基于拉格朗日方程的動力學(xué)建模
第3章 兩自由度柔性機械臂的振動系統(tǒng)建模和仿真
    3.1 柔性機械臂的振動建模
    3.2 基于壓電陶瓷片的主動控制方案的設(shè)計
    3.3 振動控制器的建模
    3.4 系統(tǒng)末端位移的有限元仿真
        3.4.1 基于被動控制設(shè)計的2種控制方案
        3.4.2 基于主動控制設(shè)計的控制6種控制方案
        3.4.3 基于主被動混合控制設(shè)計的6種控制方案
        3.4.5 一階諧振下的末端位移仿真
        3.4.6 二階諧振下的末端位移仿真
        3.4.7 仿真結(jié)果分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 兩自由度柔性機械臂實驗平臺的設(shè)計和搭建
    4.1 機械臂2的設(shè)計與靜力學(xué)下的應(yīng)力和位移分析
    4.2 關(guān)節(jié)2處的連接元件設(shè)計
    4.3 機械臂1的設(shè)計與靜力學(xué)下的應(yīng)力和位移分析
    4.4 實驗臺基座的設(shè)計
    4.5 實驗臺加工實物裝備圖
第5章 基于主被動混合控制模式下兩自由度柔性機械臂振動抑制實驗研究
    5.1 實驗方案
    5.2 實驗器材簡介
    5.3 兩自由度柔性機械臂在主被動混合控制下的實驗
        5.3.1 無控制狀態(tài)下兩自由度柔性機械臂末端振動測量
        5.3.2 被動控制下柔性機械臂末端振動實驗
        5.3.3 主動控制下兩自由度柔性機械臂末端振動
        5.3.4 主被動混合控制模式下兩自由度柔性機械臂末端振動
    5.4 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
攻讀學(xué)位期間學(xué)術(shù)成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3023955