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机械设计与研究2024年第03期:控制-传感信号时滞补偿下柔性机械臂控制方法设计

来源:期刊VIP网 时间:


作者:宋磊;杨耀宁;

单位:河南轻工职业学院;云南大学建筑与规划学院;柏林工业大学;

摘要:相比于刚性机械臂,柔性机械臂因其结构及材料具有抗弯曲、刚度较低的特性,会产生信号延迟。目前,描述柔性机械臂控制大多基于时域信号分析建立,而时域分析模型忽略了控制与传感信号之间产生的不同高阶模态特征,导致二者存在时间滞后差。设计一种控制-传感信号时滞补偿下柔性机械臂控制方法。采用奇异谱分析对经过去噪处理的控制信号进行时频分解,以获得控制信号在时频域上的分布情况。使用Hilbert-Huang变换方法对传感信号进行频域变换,获取传感信号在频率空间上时间和幅值的变化规律。将控制-传感信号同步压缩后,生成替代数据边际谱,根据对边际谱生成信号的统计规律和非平稳数据辨别,完成控制-传感信号的延迟补偿,优化柔性机械臂的控制过程。实验结果表明:该方法的控制信号与传感信号延迟的很小,同时柔性机械臂的运动范围在正常范围之内。这些结果表明该方法具有良好的柔性机械臂控制效果。

关键词:柔性机械臂;;控制信号;;传感信号;;时频分解方法;;Hilbert-Huang变换

基金资助:教育部国家重点实验室开放基金项目(LNTCCMA-20230103)