摘要：传统柔性机械臂振动联合抑制方法存在振动位移过大的缺陷,机械臂振动联合抑制效果不佳。为此,本文提出基于迭代学习的柔性机械臂振动联合抑制方法。分析柔性机械臂基座和关节重心间的关系,确定柔性机械臂的空间位姿,获取包括弹性变形模量、弹性变形系数、关节动能在内的柔性机械臂关节柔性参数,构建二阶非齐次线性方程,采用迭代学习求解方程的解,实现柔性机械臂振动联合抑制。实验结果表明:在位移跟踪角度60°与90°两种实验条件下,此次设计的柔性机械臂振动联合抑制方法,比奇异摄动方法、改进蚁群算法的振动位移均值分别少4.066 mm和4.255 mm,证明在融合迭代学习算法后,此次设计的柔性机械臂振动联合抑制方法效果更好。

摘要：针对柔性机械臂系统迭代学习控制中,由于柔性材质属性使得系统每次迭代初始状态不同,造成被控系统控制精度不够高。将系统的动力学方程化成非线性仿射系统,提出了一种初态加速修正的PD型迭代学习算法。相较于传统的迭代学习算法,该算法的特点是:在时间轴上设计了一个能够对初态偏差加速修正的修正区间,修正区间外实现轨迹跟踪。通过仿真分析,验证了该算法能够克服系统初态偏移对轨迹跟踪的不良影响,提高了控制系统的鲁棒性。

摘要：输入整形技术的研究源于抑制小阻尼伺服系统振荡模态的残留振荡,其能以简单的开环控制实现系统的快速定位,因而在抑制高精度定位系统的残留振荡方面得到了广泛应用。本文提出了一种新的输入整形器的分析设计方法———阻尼矢量图,即将无阻尼系统的矢量图法推广应用于有阻尼系统,为有阻尼系统提供了一种输入整形器的图形化分析与设计方法,其运用简便、直观,且能在图上直接对输入整形器的鲁棒性进行分析,将其应用于柔性机械臂的残留振荡控制中,仿真结果验证了按此方法设计的输入整形器确能抑制残留振荡。

摘要：提出了柔性机械臂的主动变参数控制方法,包括主动变刚度控制和主动变阻尼控制。研究了基于增加轴向拉力的主动变刚度控制和旨在增加弹性模态结构阻尼的主动变阻尼控制这两种主动变参数控制方法,设计了相应的机械结构和驱动控制方法。仿真计算结果表明了该控制方法的有效性。

摘要：针对低刚度机构和连杆之间的耦合转矩引起的机械振动问题,提出了一种适用于谐波齿轮传动柔性双连杆机械臂的解耦定位控制方法。首先,构建了双连杆三惯量机械臂的物理模型。然后,对传统2自由度(2-DOF)控制框架中的性能恶化问题进行了分析。其次,将机械臂近似为线性双连杆双惯性系统并引入多输入多输出系统的解耦器来实现解耦,并构造了基于半闭环结构的2-DOF串联控制系统,以便补偿传动系统中的角传动误差。以两个典型多连杆运动为例,对所提解耦定位控制方法的有效性进行了验证。研究结果表明,相比于准全闭环控制和带角传动误差补偿的半闭环控制,所提解耦控制方法在位置和扭矩波形上均表现出了更好的振动抑制效果,获得了±0.1 mm的精度和0.1 s的稳定时间,有助于构建柔性双连杆机械臂的高性能定位系统。

摘要：探讨一类柔性机械手臂在负载跳变时的跟踪控制问题。用切换模型中的切换信号表示由负载切换带来的参数跳变,建立柔性机械臂模型。依据奇异摄动法将柔性机械臂分解为快变、慢变系统,再分别对这2个系统进行设计。为实现慢变系统对目标轨迹的跟踪,采用多李雅普诺夫函数及平均驻留时间方法为慢变系统设计切换滑模控制器。针对快变系统中的振动问题,则采用共同李雅普诺夫函数方法及参变系统设计方法设计振动抑制控制器。该方法通过柔性双连杆机械臂进行仿真,结果表明,柔性机械臂可在负载跳变下,实现目标轨迹的渐近跟踪,而且能有效地抑制弹性振动。

摘要：针对含有压电智能结构的柔性机械臂,提出了基于模糊PID融合控制理论的柔性机械臂振动主动控制方法。搭建了悬臂梁和平面1R、2R柔性机械臂实验装置,并设计了相应的控制系统,通过实验实现了柔性机械臂振动的主动控制,实验结果显示,该方法可以抑制柔性机械臂振动,具有响应快、鲁棒性好等特点,且该方法不依赖于柔性机械臂动力学模型,算法简单,实时性好。

摘要：利用输入输出线性化的方法,柔性机械臂的模型可分解为两个子系统:输入输出子系统和零动态子系统。输入输出子系统采用模糊控制。通过分析零动态子系统特征值和重新定义的系统输出中的设计参数之间的关系,确定设计参数,并使得零动态子系统渐近稳定于平衡点,从而保证整个系统渐近稳定。

摘要：提出了一种新的输入整形器的分析设计方法-复数法。即根据系统残留振荡的特点,用复数表示输入整形器的各脉冲,将输入整形器的运算转化为数学运算,并将其应用于柔性机械臂的残留振荡控制中,仿真结果验证了按此方法设计的输入整形器确能抑制残留振荡。

摘要：针对欠驱动柔性机械臂建模、控制困难的问题,文中采用在第一关节安装轻质弹簧的方法来表示机械臂的柔性,从而得到柔性臂的简化模型。将其应用到两连杆欠驱动柔性机械臂中,建立欠驱动柔性机械臂的系统模型,并利用拉格朗日函数法,对该系统进行动力学建模。同时通过构造基于系统能量和驱动杆状态的李雅普诺夫函数,设计该欠驱动柔性机械臂系统的控制律。最后,使用Matlab对该系统及所设计的控制律进行数值仿真。仿真结果表明,所构建的动力学模型以及设计的控制规则具有良好的有效性,且同时具备响应速度快、控制输入小的优点。