压电柔性臂动力学模型修正研究

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压电柔性臂动力学模型修正研究
曹青松，王辉，洪芸芸，何悦海
（华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室，江西南昌３３００１３）
摘要：建立准确的动力学模型是研究压电柔性臂动力学行为和控制方法的基础和理论依据。传统的动力学建模忽略了柔性臂的结构变化、关节摩擦、结构阻尼和导线因素等的影响。以双连杆柔性臂为研究对象，将双杆柔性臂视为Ｅｕｌｅｒ — Ｂｅｒｎｏｕｌｌｉ梁处理，采用假设模态法描述臂的弹性变形，利用拉格朗日方程建立双杆柔性臂动力学模型。对系统模型进行了刚度与阻尼方面的适当修正，并结合ＭＡＴＬＡＢ软件对修正后的模型特性进行分析。实验与仿真结果比较得出：修正后系统的转角曲线线性度更好，并且修正后模型与真实模型的弹性振动变化形式吻合度更高，即系统模型的弹性修正是有效的。关键词：压电柔性臂；动力学模型；模型修正
２０１３年８月第４１卷第１５期
机床与液压
ＭＡＣＨＩＮＥＴ００Ｌ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳ
Ａｕｇ．２０１３
Ｖ０ｌ＿４１Ｎｏ．１５
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—３８８１．２０１３．１５．０１２
ＣＡＯＱｉｎｇｓｏｎｇ，ＷＡＮＧＨｕｉ，ＨＯＮＧＹｕｎｙｕｎ，ＨＥＹｕｅｈａｉ（ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎｆｏｒＣｏｎｖｅｙａｎｃｅａｎｄＥｑｕｉｐｍｅｎｔ，ＥａｓｔＣｈｉｎａＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＮａｎｃｈａｎｇＪｉａｎｇｘｉ３３００１３，Ｃｈｉｎａ）
ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒｄｙｎａｍｉｃｓｂｅｈａｖｉｏｒａｎｄｃｏｎｔｒｏｌｍｅｔｈｏｄ．Ｉｎｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｄｙｎａｍｉｃｓｍｏｄｅｌｉｎｇ，ｔｈｅｉｍｐａｃｔｓｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒｌａｃｈａｎｇｅｓ，ｊｏｉｎｔｆｒｉｅ — ｔｉｏｎ，ｓｔｕｃｒｔｕｒｌａｄａｍｐｉｎｇａｎｄｗｉｒｅｆａｃｔｏｒｓｗｅｒｅｉｇｎｏｒｅｄ．Ｂｙｔａｋｉｎｇｔｗｏ — ｌｉｎｋｌｆｅｘｉｂｌｅｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒａｓｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｂｊｅｃｔ，ｔｗｏ — ｌｉｎｋｌｆｅｘｉｂｌｅ
中图分类号：ＴＰ２４１文献标识码：Ａ文章编号：１００１ — ３８８１（２０１３）１５—０４５— ５
ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＤｙｎａｍｉｃｓＭｏｄｅｌＭｏｄｉｉｃｆａｔｉｏｎ０ｆＰｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃＦｌｅｘｉｂｌｅＭａｎｉｐｕｌａｔｏｒ
ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒｗａｓｒｅｇａｒｄｅｄａｓＥｕｌｅｒ — Ｂｅｒｎｏｕｌｌｉｂｅａｍｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．Ａｓｓｕｍｅｄ・ｍｏｄｅｍｅｔｈｏｄｗａｓｅｍｐｌｏｙｅｄｔｏｄｅｓｃｉｒｂｅｔｈｅｅｌａｓｔｉｃｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｌｆｅｘｉｂｌｅｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ，ａｎｄＬａｇｒａｎｇｅｅｑｕａｔｉｏｎｗａｓｕｓｅｄｔｏｓｅｔｕｐｉｔｓｄｙｎａｍｉｃｓｍｏｄｅ１．Ｔｈｅｓｔｉｆｆｎｅｓｓａｎｄｄａｍｐｉｎｇｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｍｏｄｅ百度文库
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