柔性機械臂具有質量輕、負載大、速度快、能耗低、發(fā)射成本低等點，在自動化設備的工業(yè)場合和空間機器人中應用越來越廣泛。由于柔性機械臂在運動過程中會產生扭曲、剪切等彈性變形，引起機器人末端的彈性變形誤差，從而影響機器人的工作精度。柔性機械臂的模態(tài)阻尼很小，在運動時或定位時容易產生彈性振動，影響運動平穩(wěn)性和定位精度，高頻小幅值振動可以較快速的衰減，但是其低頻大幅值振動會持續(xù)很長的時間，這不僅影響了系統的控制精度和穩(wěn)定性，還會引起結構的疲勞破壞，因此需要對其采用主動控制，抑制振動。
　　
　　針對柔性機械臂的振動問題，一種基于FESTO氣缸驅動和壓電片驅動器同時作用的振動控制方案。采用脈沖碼調制方法(PulseCodeModulation，PCM)構建氣動回路控制無桿氣缸活塞的運動，同時進行氣缸基座定位和柔性臂振動控制，同時利用壓電片驅動器對柔性臂振動進行抑制?；钊奈灰朴芍本€光柵尺傳感器測量，柔性臂的振動由表面粘貼的壓電陶瓷片作為傳感器進行測量。完成了系統的數學建模、算法仿真和試驗研究。
　　
　　先，提出了FESTO氣缸驅動和壓電片驅動器同時作用的振動控制方案，包括基于氣動PCM控制方式的氣動回路和信號采集電路以及控制系統。分別采用Hamilton原理和Lagrange原理對系統進行了動力學建模，并給出其標準狀態(tài)空間方程及離散化形式，為系統特性分析、控制算法仿真以及控制器設計提供基礎。其次，進行模糊自適應控制算法數學仿真研究。設計了PD控制算法、模糊控制算法、變論域模糊控制算法和直接自適應模糊控制算法，并進行了閉環(huán)穩(wěn)定性分析。并分別進行了氣動定位和振動控制仿真研究，為控制實驗提供參考。zui后，為了驗證氣動驅動振動控制方案和控制算法的可行性，建立了基于無桿氣缸驅動和壓電驅動器復合控制柔性機械臂振動實驗平臺。完成了系統的機械結構設計、電氣控制部分硬件電路設計和系統軟件設計。主要包括：光柵尺信號四倍頻、辨向、脈沖計數電路、A/D轉換數據采集電路、D/A轉換和信號調理電路及其驅動程序和實時控制系統。并進行了基于FESTO氣缸驅動和壓電驅動器復合控制的實驗比較研究。理論分析、仿真和試驗研究結果表明，提出的氣動驅動控制方案及采用的算法可快速抑制柔性臂的振動，同時實現氣缸基座的定位，證明了所提出的氣動驅動控制方案的可行性和所采用的控制策略的有效性。