結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)綜合最優(yōu)設(shè)計及在柔性臂上的應(yīng)用.pdf

1、相對于剛性機(jī)械臂，柔性機(jī)械臂系統(tǒng)是非常復(fù)雜的動力學(xué)系統(tǒng)，由于其結(jié)構(gòu)的柔性而帶來的非線性、強(qiáng)耦合性，以及執(zhí)行過程中的振動問題，使得對實現(xiàn)柔性機(jī)械臂的高精度控制提出更高要求。目前絕大多數(shù)的研究集中在對柔性機(jī)械臂控制規(guī)律上，主要是將其作為均勻梁進(jìn)行研究，很少涉及到對柔性機(jī)械臂本身結(jié)構(gòu)的研究以及結(jié)構(gòu)對控制效果的影響。 本文介紹了柔性機(jī)械臂結(jié)構(gòu)和振動控制并行研究的概況，以單連桿柔性機(jī)械臂為研究對象，首先，應(yīng)用模態(tài)分析法和基于拉格朗日方程的

2、動力學(xué)方法，分析了柔性懸臂梁橫向振動的動力學(xué)特性，建立了柔性機(jī)械臂的動力學(xué)模型和控制系統(tǒng)模型，并且設(shè)計了其控制系統(tǒng)，進(jìn)而針對此類變截面柔性懸臂梁很難求得其動力學(xué)特性精確解的問題，提出了將變截面柔性懸臂梁模型單元離散化，并結(jié)合有限元方法和控制理論，針對單連桿柔性機(jī)械臂系統(tǒng)，提出采用同時設(shè)計的方法，將結(jié)構(gòu)動力學(xué)模型和控制模型進(jìn)行并行設(shè)計，對包含柔性機(jī)械臂結(jié)構(gòu)參數(shù)、傳感器參數(shù)和控制器參數(shù)的系統(tǒng)模型進(jìn)行整體優(yōu)化設(shè)計，改進(jìn)的遺傳算法用于參數(shù)的全局