基于套索驱动机械臂柔性伺服系统抑振控制

套索驱动机械臂中的独立关节伺服系统受到时变位姿和关节柔性的影响,会出现振动的问题,进而影响机械臂的运动精度。采用模糊整定的控制策略,通过提高伺服系统的转角控制精度间接的抑制机械臂的振动。首先,根据套索传动原理建立了机械臂柔性关节伺服传动系统的动力学模型,求得系统速度环中负载转速到电磁转矩的传递函数;其次,根据极点配置策略适当选取机械臂位于不同位姿下的比例积分(PI)控制器参数,并应用模糊整定控制策略实现控制器参数的实时调整;最后,通过数值仿真和机械臂控制实验,验证了方法的有效性。结果表明,所提出的控制策略可以更好地抵消转动惯量变化引起的速度波动,从而改善柔性关节的转速输出。     

柔性机械臂关节刚度的一种间接测量方法

给出一种分析柔性机械臂关节刚度的间接测量方法。该方法在机械臂末端执行件上的不同位置加载,测量载荷与载荷方向上的位移数据,然后使用有限元方法计算不含关节时结构对应点的载荷、位移关系,从测量结果中排除不含关节时的位移。利用这些仅包含关节信息的载荷和位移数据通过求解一个线性方程组,可以得到各个关节的刚度数据。最后通过一个实际的例子,说明了该方法的有效性。     

最优输入整形抑制柔性机械臂的残留振动

研究机器人柔性机械臂末端残留振动的抑制,给出两自由度柔性臂的动力学方程设计了最优输入整形器,并将其应用到柔性臂的运动,抑制柔性臂末端残留振动,通过实验对比与分析,结果表明最优输入整形能够有效地抑制机械臂末端的残留振动,且引入系统的时滞时间更短.     

基于新型趋近律的柔性机械臂滑模-最优组合控制

为提高柔性机械臂的控制精度,提出一种基于滑模控制与最优控制相结合的组合控制方式。通过Lagrange法和假设模态法构建其动力学模型,进而运用奇异摄动理论对柔性臂进行解耦,获得慢变和快变子系统。对于慢变子系统,采用滑模控制实现轨迹跟踪,提出一种新型趋近律,该趋近律在幂次趋近律基础上加入变速趋近项,引入系统状态变量,动态调整趋近速率,同时增加指数项提高趋近速度,使用双曲正切函数替代符号函数以抑制抖振;对于快变子系统,采用最优控制进行振动抑制。MATLAB仿真结果表明,该组合控制方法相比于纯滑模控制,具有更好的动态性能和鲁棒性能。     

柔性宏刚性微机械臂空间焊接轨迹跟踪

柔性宏刚性微机械臂是一类特殊结构机械臂系统,适用于空间大范围运动与精密操作任务.文中以2个柔性宏机械臂和3个刚性微机械臂构成的平面机械臂为研究对象,对其动力学建模、宏微冗余空间分解、运动误差补偿等问题进行了研究,给出了较为详实的仿真试验结果,验证了采用柔性宏刚性微机械臂实现空间焊接的可能性.     

柔性机械臂非线性干扰观测器的高阶滑模控制

针对具有外界干扰及模型系统自身参数不确定性、不完全性的机械臂控制问题,挑选拉格朗日法营造柔性机械臂动力学仿真结构后,采用欧拉-伯努利梁理论,结合假设模态法进行机械臂运动描述。在非线性干扰观测器下,选取适当非线性增益函数对未知干扰进行准确估计,实现对高阶滑模控制器的有效补偿,以此降低外部干扰及系统的建模误差提高控制驱动的准确性。通过Lyapunov方法验证闭环系统稳定性、数值仿真验证设计方法有效性,结果表明,采用非线性干扰观测器同时运用高阶滑膜控制,有效削弱系统抖振。     

机械臂用不锈钢热处理及其组织与性能研究

对比分析了原始态和经传统双相区工艺及过饱和单相区工艺处理的不锈钢机械臂的显微组织、力学性能、拉伸断口形貌和耐腐蚀性能的变化。结果表明,传统双相区工艺和过饱和单相区工艺下不锈钢的抗拉强度、断面收缩率和显微硬度均高于原始态的,经过过饱和单相区工艺处理的不锈钢机械臂强度和塑性结合较好;不锈钢机械臂的耐腐蚀性能从高至低的处理工艺依次为:单相区工艺传统双相区工艺原始态。     

基于PPF-DVFB算法的压电柔性机械臂振动主动控制研究

柔性机械臂的振动已经严重影响其定位精度和工作效率,为此,以单关节柔性机械臂为研究对象,基于LabVIEW平台和压电技术运用PPF-DVFB的算法来进行柔性机械臂的振动控制。首先介绍了PPF-DVFB算法原理,然后详细地论述了实验过程。实验结果表明,PPF-DVFB算法能有效的控制柔性机械臂的前两阶模态振动,控制效果接近14dB,相对于PPF方法,改善近4.5dB。     

预压叠层柔性机械臂振动抑制试验研究

为抑制柔性机械臂的低频振动，研究预压叠层柔性机械臂的抑振效果和动态特性，文章介绍了预压叠层组合机械臂不同的叠层夹紧力和叠层厚度的抑振对比试验，对振动的响应采用了动力学数值仿真并用实验对仿真结果进行了验证。试验及分析结果表明：有限元分析方法能比较、准确地反映组合柔性臂的动力学性质；叠层机械臂的层间滞迟阻尼能有效的抑制机械臂的低频振动；增大层间夹紧力可提高柔性机械臂对振动能量的耗散，但过大的夹紧力对小振幅振动的抑制作用减弱；减少组合层之间的刚度差可以提高柔性臂的抑振能力。     

压电柔性臂动力学模型修正研究

建立准确的动力学模型是研究压电柔性臂动力学行为和控制方法的基础和理论依据。传统的动力学建模忽略了柔性臂的结构变化、关节摩擦、结构阻尼和导线因素等的影响。以双连杆柔性臂为研究对象,将双杆柔性臂视为Euler-Bernoulli梁处理,采用假设模态法描述臂的弹性变形,利用拉格朗日方程建立双杆柔性臂动力学模型。对系统模型进行了刚度与阻尼方面的适当修正,并结合MATLAB软件对修正后的模型特性进行分析。实验与仿真结果比较得出:修正后系统的转角曲线线性度更好,并且修正后模型与真实模型的弹性振动变化形式吻合度更高,即系统模型的弹性修正是有效的。     

单杆柔性机械臂的轨迹跟踪与末端弹性振动复合控制

针对单杆柔性机械臂末端轨迹跟踪和弹性振动抑制的问题,提出了一种基于奇异摄动法的复合控制方法。采用假设模态法和Lagrange方程推导出柔性臂的动力学模型。基于奇异摄动法将柔性臂的刚柔耦合动力学方程分解成慢变(刚性)和快变(弹性)两个子系统。慢变子系统控制器选择滑模控制和PID控制相结合的方法以抑制控制输入引起的抖振,快变子系统则选择LQR最优控制方法以实现简单的线性状态反馈控制律。数值仿真表明:该方法不仅能实现柔性臂的轨迹跟踪,而且有效地抑制了柔性臂运动过程中的弹性振动。并且,采用滑模控制和PID控制相结合的方法设计的慢变子系统控制,能减少普通滑模控制中的输入抖振,具有更好的控制效果。     

柔性机械手臂运动优化分析

通过分析柔性机械手运动参数对其性能的影响,得出采用合理的运动轨迹可以获得良好的动力性能的结论。从全局优化角度出发,通过引入惩罚项来实现柔性机械手的多目标全局优化,并采用基于Pontryagin最大值原理的间接算法实现优化求解。通过虚拟样机验证优化结果的有效性和正确性。     

基于柔性铰链的精密定位平台的设计

为满足实际生产中对体积小、精度高、配置灵活的精密定位平台的需求,设计了一种基于柔性铰链和闭环控制系统的精密定位平台.该平台具备较大的功能扩展性,对同类设备的生产和制造具有一定的参考价值.     

基于ANSYS的机敏柔性梁主动振动控制的仿真研究

针对柔性结构主动振动控制系统，求出了压电作动器在梁上的作用力，利用ANSYS软件进行分析和仿真，得到了在不同控制力作用下悬臂梁自由端的幅频曲线。结果表明，通过合理配置压电传感器和作动器的位置、数目以及控制力的大小，可以对梁的振动起到最佳控制效果。     

基于电子、气动技术和CANopen总线的膜盒柔性自动化装配系统设计

基于气动技术、电子技术及数字控制技术的柔性装配是精密仪器仪表制造及装配中的核心技术。针对流水线式变送器膜盒的自动化装配工艺,提出切实可行的柔性自动装配方案,设计并优化各模块气动机械手和电、气结合机械手,并根据装配系统工艺要求设计了可靠的电、气结合的柔性装配系统;基于软PLC和CANopen总线协议,设计I/O从站并实现了高精度自动化装配分布式现场总线控制系统,为精密仪器仪表柔性装配应用提供了参考。     

含损伤复合材料层合板振动特性研究

本文旨在找出损伤对复合材料层合板振动特性的影响。复合材料在直升机桨叶上的应用,实现了桨叶优化设计,改善了旋翼气动性能,使桨叶的寿命增加到上万小时,甚至达到无限寿命。因此,使用复合材料已成为现代直升机桨叶的发展趋势。对G827／3234、G803／3234以及G814／3234等三种铺层材料的复合材料层合板进行了振动试验研究与理论分析,得到了振动特性与材料、铺层方式的关系。进一步对这些层合板在含有穿孔、分层损伤情况下的振动特性进行了研究。结果表明,理论分析结果与试验结果吻合,证明了所建模型的有效性。该研究结果对直升机复合材料桨叶结构损伤容限分析与设计具有一定的参考价值。     

面向对象的超声振动内圆磨削柔性数控系统设计与研究

提出了一种面向加工对象的嵌入式超声振动内圆磨削柔性数控系统。采用ARM和DSP进行硬件系统开发,通过对加工工艺参数和超声振动参数的耦合封装,建立加工参数构件库,实现对不同加工对象的柔性参数匹配。该系统对机床控制和超声振动控制功能进行了集成,提高了控制稳定性,增强了系统的柔性。