基于混合型输入整形的一种三自由度并联机器人抑振的灵敏度分析.pdf

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1、机器人现代制造工程（ＭｏｄｅｒｎＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）２０１４年第４期基于混合型输入整形的一种三自由度并联倡机器人抑振的灵敏度分析李兵，魏玉兰（湖州师范学院信息与工程学院，湖州３１３０００）摘要：输入整形控制策略能有效减少机器人的残余振动。其抑制振动的性能可通过分析鲁棒性获得，鲁棒性代表了整形器抑制振幅的能力和抑振频率的范围，能力和范围可通过灵敏度曲线获得。介绍了基于时间优化的混合型多模态单位幅度负脉冲输入整形器的基本原理和灵敏度分析方法，并应用到一种３-ＤＯＦ并联机器人。通过数值仿真分析

2、了不灵敏度，并探讨了不同类型的脉冲对混合型输入整形器灵敏度的影响。结果表明，混合型多模态单位幅度负脉冲输入整形器的鲁棒性要好于单模态的输入整形器，以新方法建立的ＵＭＮＺＶ-ＵＭＮＺＶＤ输入整形器的鲁棒性和抑振特性最好。而且不同类型的脉冲会影响混合型输入整形器的鲁棒性，ＺＶ-ＺＶＤ类混合型整形器具有最好的综合性能。关键词：混合；输入整形；多模态；灵敏度；减振中图分类号：ＴＰ２４２；Ｏ３２８文献标志码：Ａ文章编号：１６７１—３１３３（２０１４）０４—００３０—０６Sensitivityanalysistovibratio

3、nsuppressionofa3-DOFparallelmanipulatorbasedonthehybridinputshapingＬｉＢｉｎｇ，ＷｅｉＹｕｌａｎ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｕｚｈｏｕＴｅａｃｈｅｒｓＣｏｌｌｅｇｅ，Ｈｕｚｈｏｕ３１３０００，Ｚｈｅｊｉａｎｇ，Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ｉｎｐｕｔｓｈａｐｉｎｇｉｓａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｔｏｒｅｄｕｃｅｒｅｓｉｄｕａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎｏｆｒｏｂｏｔｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｐｅｒ

4、ｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｉｎｐｕｔｓｈａｐ-ｅｒｓｃａｎｂｅｅｖａｌｕａｔｅｄｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓｏｆｉｎｐｕｔｓｈａｐｅｒ．Ｔｈｅｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓｒｅｐｒｅｓｅｎｔｓｔｈｅａｂｉｌｉｔｙｔｏｒｅｄｕｃｅｔｈｅａｍｐｌｉｔｕｄｅｏｆｖｉ-ｂｒａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｒａｎｇｅｏｆｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｏｆｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ．Ｔｈｉｓｃａｎｂｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｔｈｅｃｕｒｖｅｓｏｆｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ．Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅｈｙｂｒｉｄｍｕｌｔｉｐｌｅ-ｍｏ

5、ｄｅｉｎｐｕｔｓｈａｐｅｒｗｉｔｈｕｎｉｔａｍｐｌｉｔｕｄｅｎｅｇａｔｉｖｅｉｍｐｕｌｓｅｓｂａｓｅｄｏｎｔｉｍｅ-ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄｔｈｅｍｅｔｈ-ｏｄｓｏｆｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｒｅａｌｓｏｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅｓｅｍｅｔｈｏｄｓａｒｅａｐｐｌｉｅｄｉｎａ３-ＤＯＦｐａｒａｌｌｅｌｒｏｂｏｔ．Ｔｈｅｉｎｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｉｅｓｏｆｔｈｅｉｎｐｕｔｓｈａｐｅｒｓａｒｅａｎａｌｙｚｅｄｂｙｕｓｉｎｇｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅｅ

6、ｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｈｙｂｒｉｄｉｎｐｕｔｓｈａｐｅｒｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｙｐｅｓｏｆｉｍｐｕｌｓｅｓａｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓｏｆｔｈｅｎｅｗｉｎｐｕｔｓｈａｐｅｒｓｉｓｂｅｔｔｅｒｔｈａｎｓｉｎｇｌｅ-ｍｏｄｅｉｎｐｕｔｓｈａｐｅｒｓ．ＴｈｅｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓｏｆＵＭＮＺＶ-ＵＭＮＺＶＤｉｓｔｈｅｂｅｓｔｉｎｔｈｅｉｎｐｕｔｓｈａｐｅｒｓｂｙｔｈｅｎｅｗｍｅｔｈｏｄ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｙｐｅｓｏｆｉｍｐｕｌｓｅｓｗｉ

7、ｌｌａｆｆｅｃｔｔｈｅｒｏ-ｂｕｓｔｎｅｓｓｏｆｔｈｅｈｙｂｒｉｄｉｎｐｕｔｓｈａｐｅｒｓ．ＴｈｅｈｙｂｒｉｄｉｎｐｕｔｓｈａｐｅｒｓｗｉｔｈＺＶ-ＺＶＤｐｏｓｓｅｓｓｅｓｔｈｅｂｅｓｔｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Keywords：ｈｙｂｒｉｄ；ｉｎｐｕｔｓｈａｐｉｎｇ；ｍｕｌｔｉ-ｍｏｄｅ；ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ；ｖｉｂｒａｔｉｏｎｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ［５］能有效地抑制多个模态的残余振动。但当各阶模０引言态的频率宽度相差较大或系统参数经常变化时，普通机器人被广泛地应用在加工制造、航空航天等领的多

8、模态输入整形器将不能有效抑振［６］。［１-２］域。为了获得更快的运动速度和加速度，使用了混合型多模态正脉冲输入整形器能解决该问较轻的柔性连接杆搭建机器人的结构，但在运动过程［７］题，但增加了机器人的响应时间；混合型多模态负中却产生了较强的残余振动，对机器人的运动轨迹精［３-４］脉冲输入整形器能减少机器人的响应时间，但会出现度造成了很大的影响。当