６Ｒ机械臂振动控制研究现状???    增城登高车出租,  增城登高车租赁, 增城登高车公司   　　　以６Ｒ机械臂为代表的工业机器人不断向轻量化和快速化发展。随着工业机器人自重的不断减小，必然导致其刚度减小柔性增加。特别是６Ｒ机械臂为串联型，这势必造成机器人在运行过程中产生振动进而导致末端执行器的位置精度下降。同时，机器人快速化会造成机器人受力增大，也必然会加剧这一问题。振动的产生将对机器人的正常作业产生巨大影响。因此研究６Ｒ机械臂的振动控制方法成为比较迫切的需要，在此领域已经有了大量研究。输入成型法是近些年发展起来的一种前馈控制方法，广泛的应用柔性体系统的振动控制中。输入成型技术的过程简要分为三步。首先，以控制输入信号为手段，使得输入信号满足预先的要求进行预成型。其次，将得到的新的信号作为系统新输入，并且与系统的输出信号进行比较得到误差信号。最后，将最终的信号误差作为基准驱动执行器，从而达到所要求的对于机械臂操作柔性系统过程中的位姿及轨迹位置控制和振动抑制。

     自从提出输入成型方法以来，围绕着这种方法进行了各方面的延伸。利用凸集优化技术研究了多输入柔性系统的振动问题，并且在双连杆柔性机械臂上通过实验的方法验证了成型器的有效性。针对传统的输入成型器不能很好的抑制非线性和时变系统的振动提出了一种学习输入成型器的设计方法。为了解决传统输入成型器设计过程中模态频率与阻尼不易获得，延迟时间与振动抑制效果相互矛盾及系统响应特性不理想的问题，提出了基于基因算法的多目标最优化成型器设计方法。通过在系统模态频率附近选择几个频率设计成型器，然后几个成型器级联得到多峰值的ＥＩ成型器。在离散时间域内设计了ＺＶ，ＺＶＤ与ＥＩ成型器，并对成型器的振动抑制效果进行了对比。将系统参数变化范围作为已知知识，基于优化理论和矢量图法，设计了最优鲁棒ＥＩ时滞滤波器并对系统性能进行了分析。

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     另一种控制方法是基于观测器的振动控制方法。采用奇异摄动理论把基于有限元模塑的机械臂协调系统分为快慢两个子系统，通过在机械臂末端执行器上加装传感器，通过末端振动信息和负载自身特性推导出各个振动变量之间的关系，以获得的状态设计观测器并以观测器状态代替实际状态设计控制器。＾基于模型观测器估计实际速度，并给出了收敛空间与观测器系数的关系，利用观测速度设计了点位控制器与轨迹跟踪控制器，同样给出了收敛空间与观测器系数及控制器系数的关系。提出了滑模观测器，针对有摩擦与无摩擦的情况分别证明了观测器的收敛性，并把这种方法用于当系统模型存在不确定性时的鲁棒控制，分别针对模型不确定与存在输入扰动的情形设计了观测器，利用两种观测器结构。光滑观测器与滑模观测器研究了轨迹跟踪问题，证明了系统的稳定性。给出了无源方法在机械臂上的应用，通过无源方法设计了观测器，给出收敛区间，并通过几个实例证明了方法的有效性，用两自由度机械臂进行了实际测试，分析了测试结果，说明了稳定性情况的保守性。利用自适应方法设计输出反馈控制器。说明了估计参数能够收敛到实际参数与回归矩阵的关系，证明了由观测器、控制器与机械臂俎成的系统是一个与观测器增益和控制器增益有关的半全局稳定性系统，通过实验研究验证了方法的有效性并与基于无源方法的控制器进行了比较。

　　 为了验证在前期的工作中提出的柔性机械臂主动振动最优控制位置分析的正确性，搭建了一个基于Ｌａｂｖｉｅｗ的测试系统。在柔性臂上不同位置粘贴压电片来实现对柔性臂不同位置的主动振动控制。针对柔性机械臂的定位和振动控制，设计了一种基于带尾部信号的时滞滤波器的混合闭环控制方案。研究了存在模型不确定性时多关节机器人的轨迹跟踪控制问题，基于扩张状态观测补偿提出一种关节独立分散鲁棒控制方法，设计多个并联的状态观测器，针对每个独立关节的未知模型与外部扰动进行了动态估计和补偿，采取非线性状态反馈控制方法提高系统的控制性能。设计了变结构观测器，研究了机器人的非线性跟踪问题。此外，由于机械臂传动元件比臂杆的刚度要小的多，在受到一定载荷情况下，关节会产生额外的转角增量，导致机械臂末端产生较大振动，因此可以从关节柔性入手对机械臂振动进行控制。目前一些学者在柔性关节模型Ｍ－５１及动力学构建模、关节参数识别和控制等方面开展了相关研究。这些柔性关节模型、动力学模型对机械臂的振动抑制起到了很好的指导作用。但此类模型都过于复杂，很多计算过程都是在理想条件下计算，与实际情况存在一定误差。且对６Ｒ机械臂的动力学建模往往只考虑前三轴，如何扩展到六轴且得出更为精确的模型是进一步研究重点。

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