基于同時設(shè)計的柔性機(jī)械臂系統(tǒng)建模和控制優(yōu)化.pdf

1、該文以同時設(shè)計在柔性機(jī)械臂系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用為主題,對系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)電一體化設(shè)計與控制.以單連桿柔性機(jī)構(gòu)臂系統(tǒng)為研究實(shí)例,建立系統(tǒng)的動力學(xué)模型,進(jìn)行模型降階,提出了基于不同控制策略的同時設(shè)計方案,并進(jìn)行了數(shù)值仿真.該文首次討論了同時設(shè)計與多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化,并行工程,及結(jié)構(gòu)和控制一體化設(shè)計等的理論相似性,及其各自的特點(diǎn)及異同之處.將同時設(shè)計引入柔性機(jī)構(gòu)臂系統(tǒng)設(shè)計中,意味著從總體設(shè)計的角度,對組成柔性機(jī)械臂系統(tǒng)的驅(qū)動器,柔性機(jī)構(gòu)臂,傳感器及控制器進(jìn)

2、行綜合和整體優(yōu)化.該文建立了系統(tǒng)同時設(shè)計和優(yōu)化具體應(yīng)用的框架.該文提出了兩個柔性機(jī)械臂同時設(shè)計方案,分別采用不同的控制策略.基于PID控制器的柔性機(jī)械臂同時設(shè)計方案,在建立柔性機(jī)械臂系統(tǒng)總體模型的基礎(chǔ)上,將系統(tǒng)動態(tài)性能指標(biāo)轉(zhuǎn)化為包含結(jié)構(gòu)、傳感器和PID控制器參數(shù)的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù),采用改進(jìn)的遺傳算法進(jìn)行全局尋優(yōu),得到優(yōu)化的機(jī)械臂結(jié)構(gòu)(剛度分布)和控制器參數(shù).數(shù)值仿真表明,優(yōu)化的PID控制器和優(yōu)化結(jié)構(gòu)的柔性機(jī)械臂結(jié)合,可在一定程度上抑制機(jī)械臂