本文旨在探討單桿可撓性機械臂在運動時發生的振動行為,並嘗試利用控制迴路來降 低振動的時間或提高阻尼比(damping ratio) 。本文由伯努利一歐拉(Bernoulli- Euler) 樑的探討,經由假設模態(assumed mode)及模態疊加法(Mode Superpos- ition Method)建立可撓性機械臂的動力模式。再則,利用裝置在機械臂前端的位置 感測器及根部的應變感測器,以及馬達旋轉位移感測器和馬達旋轉速度感測器作為回 授信號,經由古典控制理論分析其閉環路後的系統特性,爾後建立一簡單單桿可撓性 機械臂進行實驗觀測並將結果和理論分析的結果作比較,結果發現由實驗所得的結果 與由理論預測的結果非常接折,並且經由本文所使用的輸出正比回授控制的方法控制 機械臂的振動,很容易將原本極低的第一模態阻尼比(0﹒0045)提高到理想的 高值(0﹒7或0﹒7以上),無論在高速或低速運轉下,振態都能在固定的阻尼比 下迅速收歛。另外,在不改變系統任何回授的情形,僅改變機械臂的前端荷重下,發 現機械臂的阻尼比對荷重的強健性仍非常的好。
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