旋转柔性机械臂系统的实验模型辨识及伺服速度抑振控制

研究了伺服驱动的旋转柔性机械臂系统的实验模型辨识和伺服速度抑振控制问题。建立了从伺服电机的速度驱动信号到旋转柔性机械臂根部应变振动信号的传递函数模型,并对模型关键参数进行了实验辨识。实验结果显示辨识模型预测输出在伪随机信号和扫频激励信号下与实际结构动态响应的吻合度分别为78.8%和89.8%,证实了所建立模型和参数辨识结果的正确性,掌握了柔性臂在旋转过程中的振动特性。提出了一种基于极点配置的伺服速度抑振控制方法。通过二阶系统最佳阻尼比确定了闭环极点位置,得到了闭环反馈增益。实验中旋转柔性机械臂系统在梯形速度曲线下的残余振动衰减时间缩短为3 s,其一阶固有频率振动幅值由77.5 dB衰减到32.9 dB。通过伺服电机速度控制实现了旋转柔性机械臂系统振动的快速有效抑制。