柔性機(jī)械臂的建模及智能控制.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)被廣泛用于各個(gè)領(lǐng)域。其中，柔性機(jī)械臂憑借其結(jié)構(gòu)輕、載重/自重比高、能耗低、操作靈活、響應(yīng)迅速、工作效率高等優(yōu)點(diǎn)，逐漸在醫(yī)療、勘探、航天工業(yè)等領(lǐng)域中占據(jù)了越來越重要的地位。柔性機(jī)械臂系統(tǒng)是具有不確定性的強(qiáng)耦合非線性系統(tǒng)，采用傳統(tǒng)剛性機(jī)械臂控制方法很難達(dá)到控制要求。本文以雙連桿柔性機(jī)械臂為研究對(duì)象，采用奇異攝動(dòng)理論將系統(tǒng)分解為兩個(gè)子系統(tǒng)，并對(duì)兩個(gè)子系統(tǒng)分別進(jìn)行了控制器設(shè)計(jì)。
　　首先，論文簡(jiǎn)單分析了柔

2、性機(jī)械臂的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)?；诶窭嗜辗匠?，在割線坐標(biāo)系下采用假設(shè)模態(tài)法建立了一階彈性模態(tài)的柔性機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)方程，通過S函數(shù)建立了柔性機(jī)械臂的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真模型。
　　其次，利用奇異攝動(dòng)理論，將柔性機(jī)械臂系統(tǒng)分解為表征大幅整體運(yùn)動(dòng)的慢變子系統(tǒng)和表征小幅彈性振動(dòng)的快變子系統(tǒng)，并對(duì)兩個(gè)子系統(tǒng)分別設(shè)計(jì)了控制器。針對(duì)慢變子系統(tǒng)，參考普通剛性機(jī)械臂的情形，結(jié)合李雅普諾夫穩(wěn)定性原理設(shè)計(jì)了滑模變結(jié)構(gòu)控制器；對(duì)于快變子系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了最優(yōu)控制器，以抑制柔性臂