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人类对太空领域的探索以及航天事业的发展,极大的推动了机器人技术的发展和应用。其中,柔性机械臂质量轻便、定位精度高的特点尤其适合机器人作业,因此,在刚性基础上加入柔性元素成为机器人研究领域的热点方向。 刚-柔耦合性机械臂系统不仅存在大范围刚体运动,也存在柔性小变形弹性振动。柔性臂的弹性振动会增加很多不确定因素,影响系统稳定,且难以保证执行端的精度,因此需要选用合适的控制策略,实现对柔性机械臂振动的控制,使系统运行结果达到预定目标。 本学位论文总结了柔性机械臂的研究现状,讨论了机械臂动力学建模方法,以刚-柔耦合机械臂系统为模型,基于假设模态法和Lagrange方程,建立了刚-柔耦合机械臂系统的动力学模型,并截取一阶模态对动力学模型进行数值计算仿真研究。在动力学模型的基础上,通过比较不同控制策略的优缺点,选取滑模变结构控制方法对刚-柔耦合机械臂系统进行控制理论与方法的研究,通过对柔性机械臂采用合适的控制律抑制末端弹性变形并进行仿真分析,所得结果与采用PID控制策略得到的弹性末端变形结果进行对比,得到了两种不同控制策略中更适合柔性机械臂控制的方法。