【摘要】：針對單桿柔性機械臂末端軌跡跟蹤和彈性振動抑制的問題,提出了一種基于奇異攝動法的復合控制方法。采用假設模態(tài)法和Lagrange方程推導出柔性臂的動力學模型�；谄娈悢z動法將柔性臂的剛柔耦合動力學方程分解成慢變(剛性)和快變(彈性)兩個子系統(tǒng)。慢變子系統(tǒng)控制器選擇滑�？刂坪蚉ID控制相結合的方法以抑制控制輸入引起的抖振,快變子系統(tǒng)則選擇LQR最優(yōu)控制方法以實現(xiàn)簡單的線性狀態(tài)反饋控制律。數(shù)值仿真表明:該方法不僅能實現(xiàn)柔性臂的軌跡跟蹤,而且有效地抑制了柔性臂運動過程中的彈性振動。并且,采用滑模控制和PID控制相結合的方法設計的慢變子系統(tǒng)控制,能減少普通滑模控制中的輸入抖振,具有更好的控制效果。
[Abstract]:A compound control method based on singular perturbation method is proposed to solve the problems of trajectory tracking and elastic vibration suppression of a single-bar flexible manipulator. The dynamic model of the flexible arm is derived by using the hypothetical mode method and Lagrange equation. Based on the singular perturbation method, the rigid-flexible coupling dynamic equations of flexible arms are decomposed into two subsystems: slow-varying (rigid) and fast-varying (elastic) subsystems. Sliding mode control and PID control are combined to suppress chattering caused by control input in slow variable subsystem, while LQR optimal control method is chosen to realize simple linear state feedback control law in fast variable subsystem. Numerical simulation shows that this method can not only track the trajectory of the flexible arm, but also effectively restrain the elastic vibration of the flexible arm. Moreover, the slow variable subsystem control designed by the combination of sliding mode control and PID control can reduce the input buffeting in the ordinary sliding mode control, and has better control effect.
【作者單位】： 江蘇建筑職業(yè)技術學院機電工程學院;中國礦業(yè)大學機電工程學院;
【基金】：江蘇省科技項目(BK20150186) 江蘇高校優(yōu)勢學科建設工程資助項目
【分類號】：TP241

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本文編號：2463454