制球加工中心柔性机械臂建模及运动控制研究

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1、硕士论文制球加工中心柔性机械臂建模及运动控制研究摘要制球工艺包括：炼胶、制皮、穿孔、粘球头、内胆成形、硫化、检验、缠纱、贴皮、印制图案商标、外观检验、包装入库等十多道工序。目前，制球生产过程机械化、自动化程度低，用工量大，劳动强度高。生产工序分散，占用场地大，各工序之间流动时间长，生产效率低，成本高。本文介绍的制球加工中心具有工序集中，自动化程度高，用工量小，生产率高的特点，是制球生产的发展方向。由于柔性机械臂具有质量轻、可达空间广、操作灵活、驱动功率小的特点，本文制球加工中心中的运送装置采用双连杆柔性机械臂。根据制球加工

2、中心对机械臂的工作要求，本文对该柔性机械臂进行了动力学建模和运动控制策略的研究。本文将单根柔性机械臂视为Euler-Bemoulli梁，用振型函数表示柔性臂的弹性变形，用拉格朗日方程建立了该柔性机械臂的动力学模型。该模型具有模型准确、结构简单的特点，为对其进行控制研究提供了理论基础。该柔性臂的控制是依据柔性臂的动力学模型，应用奇异摄动理论，将其分解为慢、快变两个子系统。在设计慢变子系统控制器时，考虑到慢变子系统模型等效于刚性机械臂模型，采用了非奇异Terminal滑模控制；快时变子系统经变换后，呈线性系统，故采用最优控制。

3、最后运用MATLAB／SIMULINK分别进行仿真，结果表明将非奇异Terminal滑模控制与最优控制相结合的混合控制的方法不仅能实现柔性臂轨迹的快速、准确跟踪、有效地抑制弹性振动，而且具有很强的鲁棒性。关键词：制球，柔性机械臂，动力学模型，Terminal滑模控制，最优控制目录硕士论文AbstractAtpresent，theproductionprocessofmakingtheballismechanization,lowerautomaticity,biggerlaborquantity,higherlaborin

4、tensity．Inthis’article，theprocessingcenterofballmanufacturehasthesecharacteristies，suchas；centralizedworkingprocedure，higherautomaticity,smaller,labor,quantity,higherproductionefficiency,itisthedevelopmentdirectionoftheballmanufacture．Becausetheflexiblemechanicala

5、rmhasthecharacteristicoflightquality,reachingthespacebroadly,operateingnimbly,smallactuationpower．Inthisarticle，theshippinginstallmentoftheprocessingcenterofballmanufactureusiesdoubleconnectingrodflexiblemechanicalalTn．Accordingtotheworkrequirementoftheprocessingc

6、enterofballmanufacturetothemechanicalarm，Inthisarticle，theflexiblemechanicalarmmakesthedynamicsmodellingandtheresearchofmovementcontrolstrategy．Inthisarticle，sigleflexiblemechanicalalTllisregardedastheEuler-BemoulliLiang，usingtheinspireformfunctionexpresstheelasti

7、cdeformationoftheflexiblealTn，thisflexiblemechanicalarmdynamicsmodelisestablishedwiththeLagrangeequation．ThisflexiblealTncontrolisrestsontheflexiblearmdynamicsmodel，withthestrangeperturbationtheory,itisdivededintotwosub—systems(slow,quickchange)．Whendesignthecontr

8、olleroftheslowchangesub-system，consideringtheslowchangesubsystemmodelequalstotherigidmechanicalarmmodel，itusesthenon—strangeterminalslipformcontrol；afte