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《柔性關(guān)節(jié)柔性臂桿機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)建模與振動(dòng)抑制研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、碩士學(xué)位論文柔性關(guān)節(jié)柔性臂桿機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)建模與振動(dòng)抑制研究THEDYNAMICSMODELINGANDVIBRATIONSUPPRESSIONRESEARCHOFFLEXIBLEJOINT-FLEXIBLELINKMANIPULATORS楊益波哈爾濱工業(yè)大學(xué)2015年6月國內(nèi)圖書分類號(hào)：TP24學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號(hào)：629.7密級(jí)：公開工學(xué)碩士學(xué)位論文柔性關(guān)節(jié)柔性臂桿機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)建模與振動(dòng)抑制研究碩士研究生:楊益波導(dǎo)師:徐文福副教授申請學(xué)位:工學(xué)碩士專業(yè):機(jī)械電子工程所在單位:深圳研究生院答辯日期:2015年06月授予學(xué)位單位:哈爾濱工業(yè)大學(xué)Class
2、ifiedIndex:TP24U.D.C:629.7DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringTHEDYNAMICSMODELINGANDVIBRATIONSUPPRESSIONRESEARCHOFFLEXIBLEJOINTFLEXIBLELINKMANIPULATORSCandidate：YangYiboSupervisor：AssociateProf.XuWenfuAcademicDegreeAppliedfor：MasterDegreeinEngineeringSpeciality：MechatronicsEngin
3、eeringAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要隨著航天科技的迅猛發(fā)展，人類對太空的探索不斷深入，空間機(jī)器人技術(shù)將會(huì)發(fā)揮越來越重要的作用。受發(fā)射條件的限制，要求空間機(jī)械臂質(zhì)量盡可能輕，而為到達(dá)較大的操作空間，所設(shè)計(jì)的機(jī)械臂臂桿尺寸一般較長，導(dǎo)致機(jī)械臂的柔性不能忽略。柔性的存在會(huì)引起結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，不但不能完成操作任務(wù)，還有可能引起系統(tǒng)的損壞。本文以柔性關(guān)節(jié)柔性臂桿空間機(jī)械臂
4、為對象，建立動(dòng)力學(xué)模型，開展振動(dòng)特性分析，并研究振動(dòng)抑制的控制方法?？臻g機(jī)械臂由關(guān)節(jié)及連桿組成，關(guān)節(jié)和臂桿的變形都會(huì)引起末端的振動(dòng)。根據(jù)不同的設(shè)計(jì)結(jié)果，關(guān)節(jié)柔性和臂桿柔性的影響程度不同，因而將實(shí)際的柔性空間機(jī)械臂分為柔性關(guān)節(jié)-剛性臂桿、剛性關(guān)節(jié)-柔性性臂桿及柔性關(guān)節(jié)-柔性臂桿三種類型，并推導(dǎo)了相應(yīng)的動(dòng)力學(xué)模型。建模中，柔性關(guān)節(jié)等效為一個(gè)線性彈簧，而臂桿采用Euler-Bernoulli梁來模擬，并通過假設(shè)模態(tài)法對其變形量進(jìn)行描述，基于拉格朗日法推導(dǎo)了上述三種類型柔性機(jī)械臂的動(dòng)力學(xué)方程。進(jìn)而，對動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行求解，并推導(dǎo)了關(guān)節(jié)及末端振動(dòng)方程，分析了不同參數(shù)條件下的振動(dòng)
5、特性，為機(jī)械臂的設(shè)計(jì)和控制提供理論依據(jù)?；谒⒌膭?dòng)力學(xué)模型和振動(dòng)方程，研究了關(guān)節(jié)柔性參數(shù)的辨識(shí)方法以及振動(dòng)抑制方法。將柔性機(jī)械臂參數(shù)辨識(shí)問題轉(zhuǎn)換為非線性優(yōu)化問題，采用粒子群算法辨識(shí)了關(guān)節(jié)的剛度系數(shù)和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，以及臂桿的彈性模量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。結(jié)合辨識(shí)出的上述柔性參數(shù)，開發(fā)了基于輸入成形的振動(dòng)控制算法。最后，開發(fā)了單關(guān)節(jié)單臂桿的柔性機(jī)械臂樣機(jī)及其實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并通過樣機(jī)實(shí)驗(yàn)，得到了關(guān)節(jié)振動(dòng)、臂桿振動(dòng)、末端位置等數(shù)據(jù)，以用于柔性參數(shù)的辨識(shí)，利用該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，還驗(yàn)證了所開發(fā)的振動(dòng)抑制控制算法。關(guān)鍵詞：柔性機(jī)械臂；動(dòng)力學(xué)建模；振動(dòng)特性分析；樣機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)搭建；輸入成形；振動(dòng)抑制-I
6、-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractWiththerapiddevelopmentofaerospacescienceandhumanexplorationinspace,thespacerobottechnologywillplayanincreasinglyimportantrole.Restrictedbythefiringconditions,thequalityofspacemanipulatorshouldbeaslightaspossible.Andtoreachthelargeoperatingspace,thedesignsizeofm
7、anipulatorlinksaregenerallylongwhichleadtothenon-ignorableflexibilityofmanipulator.Theflexibilityofthemanipulatorswillleadtothevibrationofthemanipulator’send-effector,whichnotonlyaffectingtheexecutionofthetaskbutalsocreatingthesafetyproblems.Inthispaper,thedynamicsmodelsandthevibrati
