柔性臂自適應(yīng)預(yù)整形振動(dòng)抑制.pdf

1、柔性機(jī)械臂因其高速、輕質(zhì)、高負(fù)載自重比的結(jié)構(gòu)而在工業(yè)和航空航天領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。由于臂的質(zhì)量輕，可以施加更小的力矩來(lái)快速地對(duì)它進(jìn)行控制，因此可以有更小的能耗和更大的靈活度。然而由于柔性臂本身柔性因素會(huì)使其控制過(guò)程中產(chǎn)生不可避免的振動(dòng)。這對(duì)于末端控制的精度和對(duì)設(shè)備的安全性都會(huì)有影響。因此為了解決這一問(wèn)題，本文從建模和控制兩方面對(duì)熱點(diǎn)研究的單柔性臂和雙柔性臂的振動(dòng)控制進(jìn)行了研究，主要內(nèi)容如下：
　　 1、首先對(duì)柔性臂的應(yīng)用場(chǎng)

2、合，全球各高校和科研機(jī)構(gòu)的研究進(jìn)展等進(jìn)行了概要的介紹，并提出柔性臂的振動(dòng)控制問(wèn)題。然后概述了目前對(duì)這個(gè)問(wèn)題的研究方法和技術(shù)手段，著重說(shuō)明了輸入預(yù)整形技術(shù)和濾波技術(shù)相比其它幾種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。
　　 2、通過(guò)理論建模和簡(jiǎn)化，得到了一個(gè)具有線性特性的柔性臂振動(dòng)模型。進(jìn)一步經(jīng)過(guò)變換，獲得了一個(gè)類似二階振動(dòng)系統(tǒng)的疊加模型，由此得出了振動(dòng)產(chǎn)生的本質(zhì)原因。進(jìn)一步提出了抑制振動(dòng)的輸入預(yù)整形方案和濾波方案，并進(jìn)行了魯棒性能的分析。然后對(duì)比例微分控制

3、器、基于輸入整形的振動(dòng)控制器和基于濾波的振動(dòng)控制器這三種控制器的控制效果進(jìn)行了比較。
　　 3、針對(duì)負(fù)載變化的單連桿柔性臂，證明了當(dāng)頻率值改變后，固定參數(shù)的輸入整形器會(huì)出現(xiàn)魯棒性問(wèn)題。本文利用快速傅里葉變換技術(shù)對(duì)系統(tǒng)的整形器頻率進(jìn)行自適應(yīng)篩選，設(shè)計(jì)了不依賴于模型的，能夠抑制由于參數(shù)不匹配帶來(lái)的柔性臂末端殘余振動(dòng)的在線自適應(yīng)輸入整形器。給出了在單連桿柔性臂上應(yīng)用自適應(yīng)和非自適應(yīng)輸入整形器以及比例微分控制器的效果比較，說(shuō)明了所提算法