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混合结构柔性机械臂的振动控制方法研究的开题报告 摘要: 随着柔性机械臂的应用越来越广泛,振动控制技术也成为了研究的热点之一。本文旨在研究混合结构柔性机械臂的振动控制方法,通过建立柔性机械臂数学模型,探究控制算法的设计和实现,为实现高精度、高效率的柔性机械臂控制打下基础。 关键词:混合结构柔性机械臂;振动控制;建模;控制算法 一、研究背景及意义 柔性机械臂是指机械臂结构中包含有柔性材料的机械臂。相较于传统的刚性机械臂,它具有更高的自适应性、灵活性和柔韧度。柔性机械臂通常是由弹性连接器、驱动器和负载构成的,其结构非刚性,会带来较明显的振动问题。因此,如何精准控制柔性机械臂的振动,成为了工程技术领域中的一个非常具有挑战性的问题。 混合结构柔性机械臂在国内外领先地位,具有结构复杂、机械特性动态变化的特点。而混合结构柔性机械臂振动控制,是柔性机械臂研究领域中的难点和热点问题之一。研究混合结构柔性机械臂的振动控制方法,不仅能够提高柔性机械臂的精度和效率,还可以为今后的柔性机械臂研究提供有益的经验。 二、研究方法 本文将尝试通过以下步骤,研究混合结构柔性机械臂的振动控制方法: 1.建立柔性机械臂动力学模型,对柔性机械臂的物理特性和动态特性进行分析和建模。 2.分析柔性机械臂振动控制的现有方法,包括PID控制、自适应控制、模糊控制、神经网络控制等。 3.根据所建立的柔性机械臂数学模型和振动控制方法,进行控制算法的设计与实现。 4.利用MATLAB/Simulink软件对所设计的控制算法进行仿真分析,评估所设计的方法的性能和精度。 5.通过实际实验验证,验证算法效果。 三、预期成果 本文研究的预期成果如下: 1.建立混合结构柔性机械臂的动力学模型,分析其结构特点和动态特性,为后续研究提供基础。 2.分析现有柔性机械臂振动控制方法,探究其优缺点及适用范围。 3.设计基于混合结构柔性机械臂模型的精确的振动控制算法,提高控制精度和控制效率。 4.仿真分析所设计的控制算法的性能和精度,验证其适用性。 5.通过实际实验验证,证明所设计的控制算法在实践中的可行性和有效性。 四、研究计划 本研究计划为期两年,初步的时间安排如下: 第一年: 1.研究混合结构柔性机械臂动力学模型和振动特性,进行建模。 2.分析柔性机械臂振动控制现有方法,探索其优缺点和适用范围。 3.设计控制算法并进行相关的仿真分析。 第二年: 1.根据仿真分析的结果进行控制算法的修改或优化。 2.进行实际实验验证所设计的控制算法的可行性和有效性。 3.总结研究成果,撰写论文并进行答辩。 五、参考文献 [1]WuC,ZhuX,WangJ,etal.NonlinearDynamicsandControlofaFlexible2-DOFParallelMechanism.IEEETransactionsonIndustrialElectronics,2015,62(10):6588-6597. [2]KhanFUA,LegrandM,VanDammeM,etal.Adaptivefuzzyactiveforcecontrolofflexiblemanipulators.RoboticsandAutonomousSystems,2019,123:1-10. [3]YinZY,ZhuXD,SongZG.Robustvisualfeedbackcontrolforlinearpermanent-magnetsynchronousmotor-drivenflexiblepositionsystems.IETControlTheory&Applications,2017,11(16):2532-2542. [4]GharibiH,KhajepourA,RastgoM.DirectAdaptiveControlofaFlexibleManipulatorUsingAdaptiveApproximationTechniques.JournalofDynamicSystems,MeasurementandControl,2017,139(4):1-12.