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基于解析模态分析和输入整形的机器人末端振动实时抑制方法
1
作者
何成刚
汪晓鑫
+3 位作者
李自立
高萌
刘吉华
邓文彬
《机电工程》
北大核心
2025年第2期327-338,共12页
六自由度工业机器人连续工作过程中,由于运动状态突变及关节柔性会引起机器人末端振动。针对这一问题,提出了一种基于解析模态分析(AMA)和输入整形的工业机器人末端振动实时抑振方法。首先,结合机器人控制方案,建立了考虑机器人关节柔...
六自由度工业机器人连续工作过程中,由于运动状态突变及关节柔性会引起机器人末端振动。针对这一问题,提出了一种基于解析模态分析(AMA)和输入整形的工业机器人末端振动实时抑振方法。首先,结合机器人控制方案,建立了考虑机器人关节柔性的闭环动力学方程,并采用泰勒级数展开法推导出了机器人的线性化模态参数解析表达式,有效解析了机器人在振动状态下的模态参数;然后,依据机器人末端残余振动特性,采用级联法设计了双模态零振动微分(ZVD-ZVD)输入整形器,并提出了一种结合AMA和输入整形器的时变双模态抑振方法;最后,在六自由度工业机器人实验平台上,对AMA方法计算所得的解析模态参数与机器人实测模态参数进行了对比分析,并进行了机器人的末端残余振动抑制实验。研究结果表明:所采用的AMA方法对固有频率的最大计算误差仅为5.18%,对阻尼比的最大计算误差为0.0122,证明了AMA方法在时变双模态输入整形抑振方案中的有效性;利用时变双模态输入整形抑振方法,将机器人的三处末端残余振动的最大振幅分别降低至整形前的17.3933%、11.6716%和12.1311%,同时减少了非时变输入整形抑振方案的过量延时(由不准确的模态参数而导致),在整体性能上优于传统的非时变双模态输入整形抑振方法。
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关键词
机械
振
动
机器人末端执行器
残余
振
动
解析
模态
分析
输入整形
时变双模态抑振方法
双
模态
零
振
动微分
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职称材料
题名
基于解析模态分析和输入整形的机器人末端振动实时抑制方法
1
作者
何成刚
汪晓鑫
李自立
高萌
刘吉华
邓文彬
机构
五邑大学轨道交通学院
佛山智能装备技术研究院
四川城市职业学院智能制造与交通学院
出处
《机电工程》
北大核心
2025年第2期327-338,共12页
基金
广东省基础与应用基础研究基金资助项目(2024A1515011409,2021B1515120044)
广东省教育厅特色创新项目(2023KTSCX151)。
文摘
六自由度工业机器人连续工作过程中,由于运动状态突变及关节柔性会引起机器人末端振动。针对这一问题,提出了一种基于解析模态分析(AMA)和输入整形的工业机器人末端振动实时抑振方法。首先,结合机器人控制方案,建立了考虑机器人关节柔性的闭环动力学方程,并采用泰勒级数展开法推导出了机器人的线性化模态参数解析表达式,有效解析了机器人在振动状态下的模态参数;然后,依据机器人末端残余振动特性,采用级联法设计了双模态零振动微分(ZVD-ZVD)输入整形器,并提出了一种结合AMA和输入整形器的时变双模态抑振方法;最后,在六自由度工业机器人实验平台上,对AMA方法计算所得的解析模态参数与机器人实测模态参数进行了对比分析,并进行了机器人的末端残余振动抑制实验。研究结果表明:所采用的AMA方法对固有频率的最大计算误差仅为5.18%,对阻尼比的最大计算误差为0.0122,证明了AMA方法在时变双模态输入整形抑振方案中的有效性;利用时变双模态输入整形抑振方法,将机器人的三处末端残余振动的最大振幅分别降低至整形前的17.3933%、11.6716%和12.1311%,同时减少了非时变输入整形抑振方案的过量延时(由不准确的模态参数而导致),在整体性能上优于传统的非时变双模态输入整形抑振方法。
关键词
机械
振
动
机器人末端执行器
残余
振
动
解析
模态
分析
输入整形
时变双模态抑振方法
双
模态
零
振
动微分
Keywords
mechanical vibration
robot s end-effector
residual vibration
analytical modal analysis
input shaping
time varying dual mode vibration suppression method
dual-mode zero vibration differential(ZVD-ZVD)
分类号
TH113.1 [机械工程—机械设计及理论]
TH242.2 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
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作者
出处
发文年
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1
基于解析模态分析和输入整形的机器人末端振动实时抑制方法
何成刚
汪晓鑫
李自立
高萌
刘吉华
邓文彬
《机电工程》
北大核心
2025
0
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