Key words: high-speed planar manipulator, residual vibration, speed planning, acceleration feedback, fuzzy feedback control

摘要： 高速运行的机械臂会对其机械结构产生强烈冲击，尤其加速度与减速度的突变导致在其柔性末端产生较大的残余振动，从而影响机械臂的运动和定位精度。为有效抑制平面机械臂柔性末端残余振动，避免控制系统高度依赖机械臂精确模态参数，主要研究高速平面机械臂柔性末端残余振动主动控制方法。首先对平面机械臂进行有限元分析获取振型和频率，其次建立平面机械臂运动学模型并对运动轨迹进行开环平滑速度规划，最后以加速度为反馈信号实现闭环残余振动控制。考虑由滤波、加速度-位移相位差及传输等因素引起的残余振动加速度信号相位滞后，进一步采用相移技术，通过加速度相移补偿和模糊反馈控制，进行残余振动控制研究与实验验证。实验结果表明，开环速度规划算法使速度具有良好的平滑性，对残余振动有一定抑制能力；闭环加速度反馈控制算法采用合适超前时间和模糊反馈增益，能达到更好的高速机械臂残余振动控制效果。

关键词: 振动与波, 高速平面机械臂, 残余振动, 速度规划, 加速度反馈, 模糊反馈控制