由于工業界逐漸趨向自動化,機械手臂逐漸被廣為利用。擾性機械手臂由于本身之質 量較輕,因而較之傳統的機械手臂操作時能較快速地運動,消耗較小的能量,故所需 要之驅動裝置比較小。但是擾性機械手臂同時也有一些缺點,如由于擾性機械臂本身 之質量較小,因此結構之剛性亦隨之降低,因而當擾性臂運作時,除了原先之剛體運 動(Rigid Body Motion )外,結構本身因剛性降低而會有振動之現象發生,此現象 會影響系統之穩定性及操作時之精確度。因此當操作擾性機械臂時必須將結構擾性造 成之影響加以考慮。 過去數年來已有許多學者從事研究擾性機械臂之控制問題,至目前為止,對于擾性機 械臂端點之控制,大多僅采取主動式之控制器,即致動器產生一理想力矩或力量以控 制其端點之位移。本文中使用Euler-Bernoulli 之樑理論,并利用有限單元之方法( Finite Element Method)以求得擾性臂之數學模式。另外并針對機械臂之結構,利用 數值最佳化(Optimization)之方法以設計一被動式之控制器(Passive Controller ),亦即所謂的動態吸振器(Dynamic Vibration Absorber),并將之安置于機械臂 上。如此再對于此一動力系統利用最佳控制之原理(Optimal Contrlo Theory)進行 設計一主動式控制器(Active Controller)。 本文利用計算機模擬當僅對擾性臂設計一主動式控制器,以及融合主動式及被動式控 制器之結果。由結果之比較可發現當對擾性機械臂系統適當地設計及安置動態吸振器 ,可使該閉回路控制系統能有較佳的穩定性。
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