学习笔记| 压电陶瓷片在柔性机械臂中的作用

2023-11-11 15:40

本文主要是介绍学习笔记| 压电陶瓷片在柔性机械臂中的作用,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

《一种软测量下采用压电陶瓷片的柔性机械臂振动主动控制方法》

柔性机械臂

顾名思义,就是能运动的机械臂。与刚性操作臂相比,柔性操作臂具有耗能低、速度快、负载大等优点,但是在工业操作臂高速运行、快速定位的情况下,柔性机械臂由于本身频率低,在运动中容易产生残余振动,严重影响系统的运动稳定性和定位精度;因此实现对柔性机械臂实施残余振动的主动控制是该发明所解决的问题。

压电陶瓷

具有正压电效应和逆压电效应,其既能方便组成传感器又能方便构成作动器,具有重量轻,响应频带宽,便于大量分布于柔性机械臂上等优点。故本发明利用压电传感器抑制柔性机械臂残余振动。

如何使用压电陶瓷片实现残余振动的控制
  1. 柔性机械臂末端粘贴一个加速度传感器,对加速度传感器的输出信号进行两次积分,获得其末端振动位移
  2. 柔性机械臂根端粘贴一个位移传感器,获取其根部位移
  3. 根据一些理论和模型设计振动观测方程,其输入为系统对机械臂的控制力、柔性机械臂的末端位移和根部位移,输出为压电陶瓷片粘贴位置处柔性机械臂的振动位移、根部位移及其速度
  4. 利用压电陶瓷片处的振动位移设计PID控制器:反馈测出的柔性机械臂振动位移,控制压电陶瓷片驱动电压,根据控制效果调整PID控制参数
输出信号进行两次积分
控制压电陶瓷片驱动电压
机械臂末端粘贴加速度传感器
其末端振动位移
机械臂根端粘贴一个位移传感器
其根部位移
对机械臂的控制力
振动观测方程
压电陶瓷片粘贴位置处柔性机械臂的振动位移
根部位移及其速度
设计PID控制器

注:PID控制器(Proportion Integration Differentiation.比例-积分-微分控制器),是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件。这个控制器把收集到的数据和一个参考值进行比较,然后把这个差别用于计算新的输入值,这个新的输入值的目的是可以让系统的数据达到或者保持在参考值。和其他简单的控制运算不同,PID控制器可以根据历史数据和差别的出现率来调整输入值,这样可以使系统更加准确,更加稳定。

在这里插入图片描述

[原文章: 其专利授权公告号 CN 105404150]

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