探究柔性机械臂的振动控制

赵辉 宋占胜（广东明阳风电产业集团有限公司，广东 中山 528437）

机械臂柔性动力分析和相关控制理论已经成为了我国航空航天与机械工程力学中涉及到的研究重点，从当前的现状来看，机械臂在相关构造上存在一定的缺点，那就是笨重。工业用机械人的自身重量和载重比例约为10：1—30：1之间，人的负载能力能够达到1：1，为了适应工程的实际需要，开发出更高水平的机器人，就要对机械系统动力学进行深入研究，其中涉及到的领域包括动力学、控制策略、结构的设计、信息的获取、模拟计算和机电控制等方面。当前我国对于刚性机器人的相关研究工作也日益成熟，在国际上，研究重点放在了柔性机械人系统中，相关典型结构就是柔性机械臂。

1 柔性机械臂动力学和相关控制问题

有关柔性机械臂的研究可以详细分为控制方法与动力学建模两大方面，对其进行研究的根本目的在于将柔性机械臂运动时产生的变形振动从根本上加以抑制，从而为机械臂末端的准确性和运动过程中的精确轨迹做保障。

1.1 柔性机械臂的动力学建模

柔性机械臂的动力学建模主要研究内容是对柔性机械臂动态变形过程进行全面模拟，在根本上建立相关控制系统，并将其作为控制器的设计依据。随着相关柔性系统和柔性机械臂持续增大，以往的建模方式逐渐失去了有效性，甚至使用以往的建模方式还会产生一些副作用。国外专家LIKINS使用牛顿力学中涉及到的刚柔耦合运动中混合坐标的概念，来进行建模。……