重载刚柔耦合多关节机械臂末端残余振动抑制

摘要

针对重载多关节机械臂关节柔性引发的末端残余振动，及正脉冲输入整形器引起的系统响应延时等问题，基于改进的负脉冲输入整形器，在重载机械臂刚柔耦合关节动力学模型的研究基础上，分析其在满载荷，高转动惯量下的振动特性。从时域角度出发，通过脉冲响应法设计了零振动(zero vibration, ZV)输入整形器、零振动微分(zero vibration derivative, ZVD)输入整形器和极不灵敏(extra insensitive, EI)输入整形器，以及相应的单位幅值负脉冲(unity-magnitude negative, UMN)输入整形器。基于Matlab/Simulink平台，从系统响应延时以及鲁棒性2个方面，对整形器的抑振效果进行仿真分析与试验验证。结果表明：负脉冲输入整形器可有效抑制系统末端残余振动，相较于正脉冲输入整形器，系统响应时间分别缩短了4.7、3.8、3.7 ms。

关键词

重载多关节机械臂 / 刚柔耦合关节 / 输入整形 / 残余振动抑制