基于压电陶瓷的柔性机器人主动抑振控制策略研究

柔性机器人因其轻质、高效、低能耗等优点已被广泛应用于航空航天，工业制造等诸多领域。然而，柔性机构易产生弯曲变形，引起系统振动而大大降低机器人的工作精度。为提高柔性机器人的工作性能，多种抑振策略得以研究与应用。提出了基于压电陶瓷（PZT）的柔性机器人振动主动抑制策略。其中，PZT传感器和PZT制动器分别被用来检测和抑制柔性臂的振动。本文构建了基于PZT材料的单自由度柔性机械臂的理论模型，并获得了传感电压与制动电压的传递函数。设计了一个可变控制方案的抑振器以抑制系统在不同频率下的振动。在COMSOL中进行仿真，获得了系统的抑振率。根据仿真结果显示，柔性臂在前三阶振动下，臂的末端位移分别得到了57.04%，57.76%与58.96%的抑制；系统的动能得到了57.95%，71.19%与87.81%的抑制。