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具有位移反馈的高空机器臂伺服系统设计分析
杨文雄 2025/11/11 8:59:29
广西钦州农业学校，广西钦州，535000
摘要：高空作业存在环境恶略的问题，机器人代替人去工作是重要方式之一。为此提出了一种新型机器臂控制系统，并设计了一套通过机械结构实现的位移反馈调节结构，采用气动与液压相结合的控制方式构建液压控制系统，对该系统进行仿真测试。研究结果表明：设定较小防误触行程时，伸缩杆展现出良好跟踪性能，能迅速响应动作，但也出现伸缩杆的明显震荡，导致输出力发生较大程度颤动。通过提升检测装置阀芯防误触行程可以有效降低系统波动，达到稳定控制效果，实现检测精度和响应速率的最佳平衡性。该研究有助于提高机器人的控制精度，也可拓宽到其它机械控制领域。
关键词：高空机器人；伺服系统；位置反馈；跟随性能
中图分类号：TH13
0 引言
迄今为止，已有很多学者对机器人领域进行了深入探讨，同时成功研制出了多种功能各异的机型。针对不同的应用环境和目标，必须选择合适的控制模式[1-2]。当机器人运行于地下恶劣环境中时，对其运行稳定性和安全性提出了非常严苛的标准，因此本文采用全机械操控模式，并在位置及灵敏度调控上提出了更苛刻的标准，如何进一步提高机械臂运行稳定性是关键问题之一[3]。
机器臂控制领域吸引了众多研究人员的关注，取得了一定的研究成果。例如，胡仕成团队[4]针对高层建筑机器人的机械臂液压伸缩系统进行了研究，通过PID控制器优化液压系统，可以有效解决机械臂系统震动和颤动的问题，促使机械臂达到更高的稳固性。殷孝雎等[5]使用双摄像头采集图像，嵌入式核心模块处理人体手臂动作图像，基于模糊控制理论驱动4伺服电机实现机械臂随动功能。晋超等[6]研究储能缸与驱动缸无杆腔面积比对系统节能效果的影响，通过试验验证了模型的准确性，优化后储能缸协同驱动系统的液压泵输出节能率高20%。
当前，大部分研究工作都是集中在控制策略优化的层面，而通过改善结构本身来提升精度的研究较少。本文提出了一种新型机器臂控制系统，并设计了一套通过机械结构实现的位移反馈调节结构，采用气动与液压相结合的控制方式构建液压控制系统，之后对该系统进行了仿真测试，研究成果具有很好的实际意义。
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3 结论
本文设计了一种位移反馈高空机器臂伺服控制系统并设计了一套通过机械结构实现的位移反馈调节结构，采用气动与液压相结合的控制方式构建液压控制系统，，并开展仿真分析。取得如下有益结果：
1）设定较小防误触行程时，伸缩杆展现出良好跟踪性能，能迅速响应动作，但也出现伸缩杆的明显震荡，导致输出力发生较大程度颤动。
2）通过提升检测装置阀芯防误触行程可以有效降低系统波动，达到稳定控制效果，实现检测精度和响应速率的最佳平衡性。
该研究有助于提高工业机器人的运行精度，但是在面对异常环境情况下存在一定的抖动情况，期待后续开展实验测试分析，进一步的提高控制稳定性。
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