【直接驱动单连杆柔性机器臂系统的建模和控制】沈毅亭.pdf
摘要 在科技日益飞跃的今天,柔性机器臂系统的研究是一个热门课题.由 于系统的复杂性,人们至今仍然没有非常明确地分析清楚其内在的机理,只 能在一定假设条件下对它进行建模.但要想对所建模型设计有效的控制,现 有的理论还很难解决,只能将高阶、非线性、复杂的模型简化为可以用于简 单控制的低阶、线性、近似的模型来处理,但这样会导致各类误差的出现 本文研究的直接驱动柔性机器臂系统是在一般柔性机器臂系统上,用 直流力矩电机直接驱动的方式,使柔性臂的振动和直流力矩电机的输出轴直 接相连接.这种方式避免了由齿轮减速器而引起的齿隙非线性,但同时导致 柔性臂与电机输出轴之间内在“反馈”的加剧.
32070 录.S2-2直接驱动单连杆柔性机器臂偏微分方程模型的建立 52-4直接驱动单连杆柔性机器臂常微分方程模型的建立 3-3直接驱动单连杆柔性机器臂的高阶系统状态方程模型17 3-4直接驱动单连杆柔性机器臂的低阶系统状态方程模型19 目 第二章直接驱动单连杆柔性机器臂动力学方程的建立 1-1课题的提出及意义 1-2柔性机器臂系统发展的历史 51-3本文主要工作.2-1必须的假设条件 2-3假想模态法.
至八十年代中期,在美国、日本等一些大学的实验室中陆续出现柔性 机器臂系统的实验装置,但它们离实际的工业机器人还相去甚远.日本学者 Kanoh和Lee用贴近单连杆柔性机器人手臂根部的一块应变片反馈柔性臂 的形变,依靠系统的低阶近似模型设计控制算法,证明控制系统的稳定性.但由于所用传感器只能观测到振动的一阶模态,控制效果并不理想.另外他 们还就传感器的放置位置作了研究Wang基于模态截取法所建立起的 模型设计出一种特殊的输出反馈控制,并对单连杆柔性机器臂的位置控制进 行实验,证明其控制算法对系统参数变化具有一定的鲁棒性.