针对传统指令整形各整形方法脉冲序列的局限性及鲁棒性问题,提出一种基于传统指令整形技术上的改进扩展控制方法,采用指令整形的扩展法对柔性臂的残余振动进行抑制,并对两种整形器的灵敏度进行了分析。以镀锌薄钢板为研究对象进行仿真实验研究,研究结果表明该方法能有效消除残余振动平均达97.97%以上,而且系统运动超调平均降低达46.81%以上;改进后的ZVD整形器灵敏度是同脉冲ZV整形器的近3倍,且系统稳定时间增加了8.4%,鲁棒性较好,并得出在5%残余振动下其能够抑制系统振动模态的频率比。

针对六自由度工业机器人挂载柔性负载时由于运动状态的突变及其内部零件的柔性引起的负载振动问题,设计了一种立足于输入整形的振动抑制方法。为了有效地抑制柔性负载的残余振动,对机器人柔性负载进行数学建模,设计了一种零振动一阶微分输入整形器(ZVD),并针对现有的实验平台设计了一种立足于激光跟踪仪的振幅检测装置。实验结果表明在机器人末端移动速度分别为45mm/s、55mm/s、75mm/s、85mm/s(随机取值)的情况下柔性负载残余振动抑制幅度均可达到90%以上,移动速度在85mm/s时,抑振程度最大,达到97.9%,说明该方法对柔性负载残余振动抑制效果十分明显。

针对串联型柔性多关节机器人实时运动控制中存在多模态残余振动这一问题,提出了一种通过设计混合时滞滤波器构建多模态输入整形器的振动抑制方法。首先,分析了柔性多关节机器人产生振动的原因,介绍了抑制柔性振动所采用主要方法,并分析了ZVD型时滞滤波器在解决多模态柔性振动问题上存在的局限;其次,针对级联多模态时滞滤波器时滞过大的问题,构建了最优时滞滤波器;再次,给出了基于频率误差的性能指标函数,通过构建混合时滞滤波器,将脉冲幅值以及时间滞与混合参数λ建立线性映射关系,将优化残余振动的问题简化为优化混合参数λ;最后,通过机器人本体实验验证本方法在时滞和对频率误差适应性上的优势。

为实现骨科手术自动化,研制了用于获取断骨位置和姿态信息的全自动C形臂X光机,但其结构形式决定了它是一种典型的大惯量、高柔性机构,易于产生残余振动.残余振动的存在不利于图像的连续拍摄,且影响拍摄质量.采用输入指令整形技术,针对系统的一、二阶模态,设计输入指令整形器,对系统的输入指令进行整形滤波后,有效地消除了残余振动,提高了系统的响应速度.输入指令整形方法本质上是设计一种滤波器,采用该方法抑制残余振动不需要对原有系统的结构和硬件作任何改动.实验证明,这种方法对于抑制大惯量、高柔性系统中存在的残余振动问题是有效的.

为了抑制锻造车间内锻压机等设备给锻造机器人造成的残余振动,开展机器人的金属橡胶关节阻尼设计及其振动抑制性能分析。基于冲击响应理论获得锻造环境中锻压机冲击的半正弦脉冲激励;根据SPONE的线性弹簧假设及关节刚-柔耦合特性,在COMSOL平台上建立了六自由度锻造机器人的几何模型;对锻造机器人关节中金属橡胶垫片的减振阻尼特性进行分析;最后在COMSOL平台上完成了7种状态下锻造机器人的振动响应试验,并对丝径分别为0.10、0.20、0.25、0.30 mm的4种金属橡胶关节阻尼进行了残余振动抑制测试。测试结果表明:当关节4~关节6都呈0°时,极限状态4下无阻尼机器人末端最大位移为0.19 mm;而4种金属橡胶关节阻尼的机器人末端位移分别降低了85.8%、99.5%、100%和100%,且金属丝径为0.25 mm时抑振效果最好,从而验证了在锻造机器人中增加金属橡胶关节阻尼抑制残余振...

以一种三自由度支链嵌套并联机械手为研究对象,针对该机械手启/停过程中的残余振动问题,基于非对称输入进行了实验研究。首先通过调节非对称系数确定了在不同位移下的关节轨迹。然后采用非对称曲线加减速方法对电动机输入信号进行规划。最后通过搭建振动检测系统测试了在不同输入下的机械手动平台的振动图样。实验结果表明通过调节非对称输入的参数可以抑制机械手的末端残余振动,提高其运行平稳性。