娄军强　周优鹏　廖江江　李国平　魏燕定

摘要：研究了压电柔性臂的系统模型辨识和振动主动抑制问题。基于自回归滑动平均模型（ARMAX，Auto-Re-gressive Moving Average Exogenous）确立了系统辨识模型，且其辨识精度高达97.9%，并采用平衡降阶法对高阶的辨识模型进行降阶，得到低阶模型，通过多频激励实验证实了降阶模型与实际结构具有较高的吻合度。针对柔性臂的振动控制，提出了一种基于线性二次型（Linear Quadratic，LQ）最优极点移动控制法，从求逆的角度，通过移动系统极点来确定LQ的最优状态加权矩阵Q，该方法简单有效地解决了状态加权矩阵Q和输入加权矩阵R的选择问题，具有明显的物理工程意义。试验结果证实了ARMAX模型对于压电柔性臂系统模型辨识的适用性及平衡降阶方法对模型降阶的可行性，并验证了线性二次型最优极点移动策略对柔性臂振动控制的有效性。

关键词：振动控制；系统辨识；压电柔性臂；最优极点移动控制；平衡降阶；

中图分类号：TB535；TP24 文献标志码：A 文章编号：1004-4523（2018）01-0132-08

DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.2018.01.016

引言

随着空间技术的发展和制造业对轻质高速机構的要求不断提高，具有质量轻、能耗低及移动灵活方便等优点的柔性机械臂被应用到诸多领域。但是在外界干扰下，柔性臂极易引起持续的弹性振动，这严重影响了系统的定位精度和稳定性。近年来，以压电材料为代表的智能材料具有易与柔性结构集成为一体的优势，常用于柔性臂的振动主动控制研究中。系统动力学建模和控制算法设计是压电柔性结构振动主动控制技术中的两个基本问题，引起了国内外研究学者的广泛关注。……