基于虚拟仪器技术的无线式柔性臂振动控制系统设计.pdf

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1、2013年11月机床与液压NOV．2013第4l卷第21期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．41No．21DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．21．026基于虚拟仪器技术的无线式柔性臂振动控制系统设计曹青松，洪芸芸(华东交通大学机电工程学院，江西南昌330013)摘要：传统的振动控制系统线路复杂、安装繁琐，不适合远程控制。设计了基于虚拟仪器技术的无线式压电柔性机械臂振动控制实验系统，由压电双杆柔性臂、现场振动控制端以及主控制端三大部分组成。其中AT89S52单片机控制步进电机运动，采用电磁线圈作为传感器检测振动信号，压电元

2、件为作动器，并利用SRWF一1021—50无线模块实现振动控制端与主控制端之间信号的无线传输。结合PID控制算法，设计了无线式振动控制通信协议。采用LabVIEW软件编制控制系统，对整套实验系统进行了调试。结果表明：该系统运行正常，采用的控制算法能有效地抑制柔性臂的振动。关键词：柔性臂；主动控制；无线；虚拟仪器中图分类号：TP273文献标识码：A文章编号：1001—3881(2013)21—093—4DesignofWirelessVibrationControlSystemforFlexibleManipulatorBasedonVirtualInstrumentCAO

3、Qingsong，HONGYunyun(SchoolofMechanicalandElectricalEngineering，EastChinaJiaotongUniversityNanchangJiangxi330013，China)Abstract：Thetraditionalvibrationcontrolsystemisnotsuitableforremotecontrolbecauseofcomplexcircuitandtroublesomeinstallation．Asetofwirelessvibrationcontrolexperimentsystemb

4、asedonvirtualinstrumentwasdesigned，whichwascomposedoftwo—linkpiezoelectricflexiblemanipulator，fieldcontrolterminalandmaincontroltermina1．AT89S52single—chipcomputerwasem—ployedtocontrolsteppingmotor．Magneticcoilswereusedassensortodetectvibrationsignal，piezoelectricelementwasservedasac—tuat

5、or．SRWF·1021-50wasemployedtorealizethewirelesstransmissionbetweenthefieldcontrolterminalandmaincontroltermina1．CombiningwithPIDcontrolalgorithm，communicationprotocolofwirelessvibrationcontrolwasdeveloped．SoftwareofthesystemwasprogrammedbyusingLabVIEW．Thecontrolsystemwasdebugged．Theexperim

6、entalresultsshowthesystemrunsnormallyandthecontrolalgorithmcaneffectivelysuppressvibrationofflexiblemanipulator．Keywords：Flexiblemanipulator；Vibrationcontrol；Wirelessmodule；Virtualinstrument随着现代科学技术和社会经济的迅猛发展，柔性不适合于远程控制。它一般采用有线的方法，在多臂因具有工作效率高、能量消耗低、载荷质量比大等点、多参数、远距离检测与控制中，需要布设和编排优点，广泛应用于机械

7、加工、精密测量、航空航天等的电缆线较多，占用大量的时间和人力物力，而且极领域。但柔性臂容易发生弹性振动，且持续时间易造成人为的错误。一旦出现问题，在复杂的电缆较长，使得柔性臂难以精确定位，降低了工作效率，线中查找错误，也是十分困难的。随着无线通信技术从而影响了机器的正常使用。目前所采用的振动控制和无线传感器网络技术的飞速发展，出现了ZigBee、手段一般是使用电机和智能材料同时控制柔性臂运WiFi、UWB等无线通信技术，这为采集振动信息提动。智能材料的应用也是近年来柔性臂研究的热点，供了全新的手段。周富民等利用无线传感网络将在