含变质量构件的轴向运动梁的横向振动主动控制

摘要：轴向运动结构是一类广泛使用的工程传送元件,而在传送过程中常常包含质量运动或者质量变化,质量的运动或改变和轴向运动间相互耦合作用,使结构的振动更加突出.为满足轴向运动机构高精度准定位的需求,围绕含变质量构件的机械臂结构,开展变质量-轴向运动耦合作用结构的振动主动控制研究.首先基于Galerkin法和模态叠加法建立了变质量-轴向运动压电梁的控制方程,然后针对系统的时变特性,设计LQG控制器对系统进行振动主动控制,并分析了多种工况下结构的振动抑制问题,最后采用Choi-Williams分布将信号在时频域上分解,分析了控制前后系统的时频特性.数值分析表明,施加LQG控制后,系统的横向振动在相关频率内都得到了有效的抑制,使用Choi-Williams分布可以准确反映系统振动频率与振动能量随时间的变化规律.通过研究含时变参数的轴向运动结构的运动特性和振动主动控制,对于智能机械臂结构设计具有一定指导意义.