柔性机械臂运动速度的PI控制策略

李小彭, 陈国文, 尹猛, 付嘉兴

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东北大学学报(自然科学版) ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (10) : 1409-1416.

柔性机械臂运动速度的PI控制策略

  • 李小彭, 陈国文, 尹猛, 付嘉兴
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摘要

柔性机械臂和柔性负载会随着机械臂位姿的改变,导致转动惯量等具体参数发生改变,进而对伺服驱动系统的输出转速产生影响.采用相同阻尼系数的极点配置方法对驱动系统的比例-积分(proportional-integral,PI)控制器参数进行调节,使PI控制器随机械臂位姿改变自动调节参数,动态稳定电动机输出转速.根据拉格朗日原理和连续体振动理论建立数学模型,通过状态方程获得传递函数,采用相同阻尼系数极点配置方法调节PI控制器参数,应用到转速环控制中.分析阻尼系数与自然频率对系统谐振峰值、谐振频率和带宽的影响.通过数值仿真证明,合理调节阻尼系数可以减小伺服驱动系统转速波动.通过与齐格勒-尼科尔斯法则自整定(Ziegler-Nichols self-tuning,Z-N)方法的对比,表明相同阻尼系数的极点配置方法使系统达到稳定的时间更短.

关键词

柔性机械臂 / 柔性负载 / PI控制器 / 相同阻尼系数极点配置法 / 伺服驱动系统

中图分类号

TP241

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李小彭, 陈国文, 尹猛, 付嘉兴. 柔性机械臂运动速度的PI控制策略. 东北大学学报(自然科学版). 2024, 45(10): 1409-1416

基金

辽宁省应用基础研究计划项目(2023JH2/101300159)

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