基于光滑整形技术实现柔性系统振动抑制研究

发布时间：2020-06-14 02:49

【摘要】：许多机械系统带有柔性机构，如起重机、机械臂和航天器伸出机构等，这些机构可以归结为具有刚性模态的柔性系统。振动伴随着柔性机构的工作，严重影响着机械的定位精确性、安全性和工作效率。本论文的研究目的是寻求一种能够有效抑制柔性机构振动的方法。光滑函数是常用的抑制振动方法，但它仅简单使用光滑函数的低通滤波特性来抑制振动，而没有使用机械系统已知的固有特性。本文提出的光滑整形技术充分利用机械系统已知的固有特性设计控制器，以保证经过控制器处理后的输入指令与机械运动过程最优匹配。该技术是一种开环控制技术，输入指令经过控制器光滑整形后得到光滑指令，驱动柔性机械系统运动可以将振动抑制到最小。本文基于光滑整形技术，设计了零振动指令光滑器和有限振幅指令光滑器。基于光滑整形技术所设计的光滑器具有较好的鲁棒性和较短的上升时间两个关键的技术指标，是在保证振动抑制性能要求基础上工作效率最优的设计方案。本文提出的光滑整形技术具有以下技术特点：有效抑制复杂多模态机械系统振动；不需要对末端位置的振动状态进行在线检测；不干扰人操作过程；对系统参数不敏感范围宽；整形后指令光滑，驱动平稳性好，有利于执行器跟踪实现。本论文对双摆系统分布质量负载的扭转动力学进行了开创性的研究，分析了系统参数对摆动和扭转动力学的影响。给出了抑制负载扭转的原理，提出使用本文所设计的零振动指令光滑器对负载的摆动和扭转进行抑制。该研究得出的一些结论对以后的研究具有参考价值。 【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TB535

【图文】：

示意图,双摆,起重,平面

2.5.2 双摆起重机图2.12是平面双摆起重机的示意图。起重机由作用在吊车力上的力a(t)驱动，悬挂绳长度为 lh，挂在吊车下并连接着钩子，钩子质量为 mh，钩子和负载之间用索具绳连接，索具绳视为第二级绳长，长度为 lp，，负载视为一个质点，质量为0102030405040 60 80 100 120 140 160ZVDDD Sim.Smoother Sim.ZVDDD Exp.Smoother Exp.VibrationAmplitude(mm)Suspension Cable Length (cm)悬挂绳长度(cm)振幅百分比(m

曲线,桥式,起重机,平面

3.3 CCF 和 Three-hump EI Shaper 对频率误差的敏感性曲率等于系统频率处，即 ω/ωm=1 处，系统残余振动幅ol。当归一化频率减小到零时，残余振动幅值达到I Shaper 的敏感性曲线在偶数倍归一化频率处时，残00%。对 CCF 来说，当归一化频率增加时，敏感性曲的这种性能有利于抑制多模态系统的残余振动，因统的低模态，那么 CCF 同样能抑制住系统的高模态0204060800 1 2 3 4PercentageVibrationNormalized Frequency归一化频率Vtol振幅百分比(%)

【参考文献】