融合输入整形和滑模的锻造机器人振动抑制

来源：计算机集成制造系统杂志2022年第1期北京时间：

作者：袁明新, 王丽丽, 陈卫彬, 邱贝贝, 徐玉松

单位：1.江苏科技大学冶金与材料工程学院2.中国船舶重工集团公司第七一六研究所产业部3.连云港杰瑞自动化有限公司事业部

摘要：为抑制锻压机冲击对锻造机器人造成的残余振动,提出了融合输入整形和滑模的振动抑制策略。首先在开环控制中设计了零振动微分输入整形器;然后在闭环控制中设计了带滤波的滑模控制器;进一步通过对基本克隆算法进行云变异和反向选择,设计了融合云模型和反向学习的克隆算法并实现了滑模参数优化;最后基于MATLAB/Simulink平台完成了振动抑制的数值测试。测试结果表明,经过输入整形器整形,冲击振动信号幅值减少了45.7%;通过加入低通滤波器,消除了滑模控制器自身92.1%的抖振。与传统试凑、差分遗传优化和混沌克隆优化的滑模控制器相比,融合云模型和反向学习的克隆优化实现了控制器对外界干扰的快速抑制,且稳定时间相对提高了75.0%、66.7%和37.5%,平均误差相对减少了50.7%、28.7%和14.4%,而完整控制策略实现了平均98.4%的干扰抑制,从而验证了所提控制策略在锻造机器人残余振动抑制中的有效性。

关键词：锻造机器人,残余振动,输入整形,滑模控制,克隆优化

基金资助：国家重点研发计划“智能机器人”重点专项资助项目(2018YFB1309100);江苏省科技成果转化专项资金资助项目(BA2019092)。