基于时间优化的输入整形法抑制一种3-DOF并联机器人的残余振动.pdf

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1、2010年第1期设计与研究文章编号：1001～2265(2010)0l一0001—04基于时问优化的输入整形法抑制一种3-DOF并联机器人的残余振动：l：李兵，谢里阳，武滢，魏玉兰(1．东北大学机械工程与自动化学院，沈阳110004；2．多伦多大学机械与工业工程系，多伦多M5S3G8加拿大)摘要：输入整形法是一种前反馈方法，能有效地抑制柔性机器人的残余振动。正脉冲输入整形器在抑制残余振动的同时造成了系统响应的时间延迟，这就需要对其采取时间优化处理。负脉冲输入整形器能够减少系统响应的时间延迟，但脉冲的幅度影响系统的减振效果。单位幅度负脉冲输入整形器能改善这种状况。一种3一DOF并联机器人系

2、统被介绍，给出了系统模型和动态方程。表达了含有单位幅度负脉冲的ZV、ZVD、EI输入整形器的构造方法，并应用到这种3一DOF平面并联机器人系统。研究了单位幅度负脉冲输入整形器的鲁棒性和系统响应时间延迟的减少，并与其它输入整形器进行了对比。数字仿真结果表明单位幅度负脉冲输入整形器能够在减少系统响应时间延迟的同时改善残余振动抑制的效果。关键词：输入整形；负脉冲；并联机器人；时间延迟；时间优化中图分类号：TP242；0328文献标识码：AVibrationSuppressionofa3-DOFParallelManipulatorbyTime-OptimalInputShapingLIBing

3、。。，XIELi—yang‘，WUYing，WEIYu—lan(1．Schoo1．ofMechanicalEngineeringandAutomation，NortheasternUniversity，Shenyang110004，China；2．DepartmentofMechanicalandIndustrialEngineering，UniversityofToronto，Toronto，M5S3G8，Canada)Abstract：Theinputshaping，afeedforwardmethod，caneffectivelysuppresstheresidualvibrati

4、onoftheflexiblemanipulator．Thepositiveimpulseinputshapingcanreducetheresidualvibrationandproducethede-lay。timeresponseofthesystemsimultaneously．Thetime-optimalmustbeusedtoagainsttoit．Thenegativeimpulseinputshapingcandecreasethedelay。timeofthesystemresponse．Buttheamplitudesoftheimpulsesaffectthevi

5、brationsuppressionofthesystem．Itcanbeimprovedbyusingtheunity-magnitudenegativeim-pulseinputshaper．A3_DOFParallelmanipulatorsystemisintroduced，andthesystemmodelandstructuredynamicequationsareexpressed．ThetheoriesoftheZV，ZVD，Elinputshaperwiththeunity-magnitudeneg-ativeimpulseswereintroduced，andappl

6、iedthethreemethodstothe3-DOFplanparallelmanipulatorsystem．Thedelay。timeresponseofthesystemandrobustnessoftheunity·magnitudenegativeimpulseinputshaperwereresearched．Furthermore，itwascomparedwiththeotherinputshapers．Theresultsofthenumericalsim-ulationsexpressedtheunity‘magnitudenegativeimpulseinput

7、shapercandecreasethedelay·-timeofthesys-temresponseandimprovetheresidualvibrationsuppressionofthesystemsimultaneously．Keywords：inputshaping；negativeimpulse；parallelmanipulator；delay-time；time·optimal高强度比、刚度比和更精确的运动轨迹而越