自動制孔系統振動控制器的設計與建模①

吳明亮 彭 軍 張來喜

(蘭州理工大學機電工程學院 蘭州 730050)

0 引 言

振動隔離的基本理論是基于單自由度系統的傳遞響應分析，該系統由線性彈簧和粘性阻尼元件的并聯組合和它們所支撐的質量塊組成。該理論足以說明振動隔離和共振特性的基本原理，但就許多實際問題而言，這種系統只是一個簡單的簡化。

傳統的動力吸振器通過吸收能量從而減小主系統的振動，在減振系統中起到重要作用[1-3]。剛性連接的粘性阻尼元件具有較大的阻尼系數值，會降低共振時的傳遞率，但對共振以上的隔離效果不佳[4]。 羅紅波等人[5]設計了一種鏜桿系統的減振機構，為其建立了模型并進行了減振效果分析，它可以減小鏜桿自身的振動，但并沒有采用隔振的被動振動控制。Holtz和Niekerk[6]利用空氣彈簧設計了一種對座椅進行減振的隔振器，但研究發現此隔振器對低頻和超低頻激勵的隔振效果不佳。

當尋找系統中所涉及變量的最佳值時，應用最為廣泛的優化方法為數值方法，例如梯度法、遺傳算法、模擬退火算法、變量度量法和準線性化法等[7-9]。然而這些優化方法在多自由度振動系統中并不適用。當研究機器人減振系統的動態特性時，將會遇到多變量優化的問題。候祥林等人[10]詳細介紹了一種多自由度振動系統的優化方法，用于獲得振動控制器所涉及參數的最佳值。

國內外研究人員針對機器人方向的研究大多集中為機器人結構設計及自動控制策略[11-13]，而對于機器人在制孔過程中的振動問題，并沒有太多研究。……