柔性機(jī)械臂系統(tǒng)具有非線性、多變量、時(shí)變等特性,以及負(fù)載變化以及外部擾動(dòng)的不確定性,難以建立精確的動(dòng)力學(xué)模型,對(duì)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、快速、準(zhǔn)確的軌跡跟蹤控制造成很大的阻礙。因此,柔性機(jī)械臂軌跡跟蹤控制和殘余振動(dòng)抑制的研究有很高的理論和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本文以兩桿柔性機(jī)械臂為研究對(duì)象,建立了柔性機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)模型,將柔性機(jī)械臂控制分為剛性動(dòng)態(tài)控制模塊和柔性動(dòng)態(tài)控制模塊,然后通過(guò)設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制器,實(shí)現(xiàn)了對(duì)柔性機(jī)械臂殘余振動(dòng)的抑制,具體工作安排如下:（1）對(duì)機(jī)械臂的兩種彈性變形進(jìn)行比較,利用一種新的彈性描述方法,建立柔性梁與柔性機(jī)械臂的非線性動(dòng)態(tài)模型,用一個(gè)外部輸入來(lái)激勵(lì)柔性臂的振動(dòng),采用關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角法對(duì)柔性機(jī)械臂進(jìn)行振動(dòng)分析。對(duì)非線性模型的振動(dòng)和簡(jiǎn)化模型的振動(dòng)分析進(jìn)行比較,揭示非線性動(dòng)態(tài)對(duì)柔性振動(dòng)的影響。（2）將柔性機(jī)械臂動(dòng)態(tài)方程分解為一個(gè)柔性動(dòng)態(tài)子系統(tǒng)和一個(gè)剛性動(dòng)態(tài)子系統(tǒng),并且用分解的動(dòng)態(tài)控制設(shè)計(jì)柔性機(jī)械臂的控制器,柔性動(dòng)態(tài)控制采用前饋獲得期望的軌跡,在前饋控制中,采用輸入整形技術(shù)方法來(lái)抑制振動(dòng)。剛性動(dòng)態(tài)控制模塊用來(lái)追蹤期望軌跡,提出一種混合滑�？刂婆c優(yōu)化的復(fù)合控制方法來(lái)設(shè)計(jì)柔性機(jī)械臂的控制器。（3）對(duì)柔性... 

【文章來(lái)源】：青島大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

變形描述原理圖

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文9了描述中心剛性化的影響，將驅(qū)動(dòng)軌跡的最大角速度定義為3.5srad和6srad進(jìn)行了仿真比較。相應(yīng)的，把這兩種最大角速度的演算分別定義為低速和高速運(yùn)動(dòng)。單桿演算的角速度、關(guān)節(jié)角速度和角速度結(jié)果如圖2.2所示。圖2.2單桿演算中的角速度、關(guān)節(jié)角速度和角加速度

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文10（a）低速運(yùn)動(dòng)（b）高速運(yùn)動(dòng)圖2.3基于傳統(tǒng)方法與新方法的位移比較圖2.3（a）描述了在低速運(yùn)動(dòng)作用下的柔性位移，圖2.3(b)描述了高速運(yùn)動(dòng)下的柔性梁的柔性位移。從前者的仿真結(jié)果來(lái)看，現(xiàn)在提出的新方法和傳統(tǒng)方法計(jì)算的位移大致相同，雖然兩種計(jì)算方法的結(jié)果接近一致，但是在5秒左右之后，兩種結(jié)果之間仍然存在一定的偏差。在圖中，高速運(yùn)動(dòng)的最大速度超過(guò)了臨界角速度，該臨界角速度為柔性梁的第一階模態(tài)頻率。計(jì)算結(jié)果表明了基于新方法的實(shí)線位移在15秒后停留在0位置，但是基于傳統(tǒng)方法的虛線在臨界時(shí)刻（約8.5秒)后漸漸趨向于無(wú)窮。在低速運(yùn)動(dòng)的情況下，雖然傳統(tǒng)計(jì)算結(jié)果和新方法計(jì)算結(jié)果之間存在一定

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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