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题目:双连杆柔性机械臂动力学与控制的仿真研究

  摘要

柔性多体系统动力学作为当今世界力学研究热点问题,有着它广阔的发展前景。作为一门交叉和综合学科,虽然经过几十年的发展,但该领域依然有许多有待解决的问题。平面柔性连杆机构作为最简单的柔性多体系统有着重要的研究和应用价值。为了研究影响双连杆柔性机械臂操作端运动精度的因素,研究逆动力控制在柔性多体系统动力学控制中的作用和效果,本研究做了以下主要工作:利用有限元分析软件NASTRAN/PATRAN和动力学仿真软件ADAMS联合建立了双连杆机械臂模型,利用动力学模型进行了转角位移输入驱动与力矩驱动的仿真分析, 对柔性机械臂控制的逆动力学方法做了初步探讨。同时为了今后在控制方面的进一步研究,还建立了双连杆柔性机械臂的动力学数学模型,编写了相应的MATLAB程序。通过对端点轨迹振动曲线的频谱分析得出,转角输入与力矩输入影响机械臂操作端运动精确性的部件模态是不同的。论文对柔性机械臂控制的逆动力学方法的研究,采用了位移偏差修正的迭代求解方法,完成了不同周期相同运动轨迹下的逆动力迭代求解计算。计算取得了一定的效果,同时也显示这种迭代计算方法存在不足, 存在进一步的改进之处。