新型變剛度電液串聯彈性機械臂振動控制仿真研究

劉一揚，鄭香金，王良文

(1.鄭州財經學院智能工程學院，河南鄭州 450000；2.河北軌道運輸職業技術學院機電系，河北石家莊 050000；3.鄭州輕工業大學機電工程學院，河南鄭州 450002)

0 前言

機械臂是機器人領域中廣泛采用的一種機械裝置，能夠替代人類手工勞動，完成各種危險和有害的工作任務，從而提高生產效率。機械臂的迅速發展，也會推動國家經濟的發展。未來要實現無人化工廠，機械臂是必不可少的一項，具有廣闊的應用前景。串聯機械臂在生產中的應用較為常見，是一個典型的非線性驅動系統，擁有多輸入、多輸出參數，這也使得機械臂運動控制問題變得較為復雜。與發達國家相比，我國在機械臂領域研究起步較晚，還存在一定的差距。機械臂先進技術往往掌握在發達國家手中。因此，必須不斷深入研究機械臂非線性控制系統，優化其控制性能，趕超發達國家先進技術，打破其技術壟斷。

串聯機械臂關節較多、響應速度慢，導致運動誤差和振動幅度較大，許多科研人員從不同方向對其展開研究。例如：文獻[3-4]研究了串聯機械臂關節位置PD控制方法，建立平面兩連桿機械臂模型，給出了機械動力學模型，設計了PD控制率，對控制系統的穩定性進行了證明，搭建仿真平臺對機械臂關節運動軌跡進行仿真，從而提高了機械臂關節位置控制精度。文獻[5-6]研究了串聯機械臂神經網絡控制方法，建立了三連桿機械臂簡圖，采用神經網絡控制器，引用混合粒子群算法優化神經網絡控制器，給出了串聯機械臂優化后的神經網絡控制結構，采用MATLAB軟件對控制系統跟蹤誤差進行仿真，提高了控制系統的穩定性。……