末端质量和关节惯量对柔性臂运动稳定性的影响分析.pdf

《末端质量和关节惯量对柔性臂运动稳定性的影响分析》这篇论文深入探讨了在机械臂设计中，末端质量与关节转动惯量对系统运动稳定性的重要影响。柔性机械臂在现代工业自动化领域广泛应用，其稳定性是保证任务执行精度和效率的关键因素。 论文首先介绍了采用控制系统稳定性分析方法来研究柔性机械臂的动力学模型。动力学模型的建立是理解系统行为的基础，对于末端带有集中质量的柔性机械臂，其模型包含了末端质量的动态效应。作者通过推导得出该模型，并以驱动力矩为输入，末端位置的弹性振动为输出，构建了柔性机械臂系统的传递函数，这是分析系统动态性能的重要工具。 接着，论文引入了劳斯判据来建立末端位置弹性运动稳定性的判别标准。劳斯判据是一种常用的线性系统稳定性分析方法，可以判断系统的特征值是否位于复平面的左半平面，从而确定系统的稳定性。通过对不同末端质量与关节转动惯量的计算和比较，作者定量验证了这两个参数对柔性机械臂弹性运动稳定性的影响程度。 末端质量的增加通常会加大机械臂的惯性，使得控制更加困难，可能导致更大的振动和不稳定运动。而关节转动惯量则直接影响驱动扭矩的需求，过大的转动惯量会使系统响应变慢，影响稳定性和控制精度。因此，合理选择末端质量和关节转动惯量对于优化机械臂的性能至关重要。 论文的研究结果对于机械臂的设计和控制策略的制定具有实际指导意义。设计者可以根据这些分析结果调整机械臂的结构参数，如选择适当质量的末端执行器或优化关节设计，以达到最佳的运动性能和稳定性。同时，控制器的设计也需要考虑到这些参数的影响，以确保在各种工作条件下机械臂都能保持良好的动态特性。 关键词：柔性机械臂，末端附加质量，驱动关节转动惯量，弹性运动稳定性 这篇研究工作涵盖了机械工程、自动控制理论以及实际应用等多个方面，对于ARM处理器内核的开发者和专业指导者来说，理解这些概念和分析方法有助于提升他们在实际项目中的设计能力。参考文献的引用则提供了进一步研究和学习的资源，对于深入理解机械臂动力学和控制系统设计具有重要价值。