多体柔性机械臂的非线性能量阱被动控制研究

摘要

柔性机械臂具有质量轻、能耗低、灵敏性高等优点,近年来在航空航天、机器人、军事等高科技领域被广泛应用。针对两端铰接中间亦铰接的双柔性机械臂,将其简化为多柔体梁系统。基于绝对节点坐标法推导其质量矩阵和非线性刚度矩阵,进而建立动力学模型,并采用能量原理验证模型的正确性。之后对集中荷载作用下两端铰接多柔体梁的振动响应进行分析,使用非线性能量阱对其振动进行抑制。结果表明,非线性能量阱能对多柔体梁系统由外载荷激起的振动进行有效地抑制。此外,随着非线性能量阱质量参数的增加,系统振动幅值衰减得更快,系统的振动能量损耗更迅速。