关键词：不锈钢;围护结构;焊接机械臂;强制稳定控制;动力学模型;阻抗方程
摘 要：为了提高不锈钢围护结构自动焊接机械臂的稳定性和效率、解决高密闭生物安全试验室建造过程中的无焊接装配式墙体的密封性问题，研究了一种不锈钢围护结构自动焊接机械臂的稳定控制技术。通过分析机械臂的位姿、弹性变形及能量状态，求解动力学特征值，进而获取精确的机械臂动力参数。在此基础上，构建阻抗方程以精确描述机械臂与不锈钢围护结构间的交互关系。基于阻抗方程，建立强制稳定控制函数，以分析不锈钢围护结构自动焊接机械臂质量块的动能，从而改写阻抗强制稳定控制函数。计算阻抗控制律，以实现不锈钢围护结构自动焊接机械臂的强制稳定控制。试验结果表明，该技术强制稳定控制后：机械臂关节角度响应与期望值误差小于1°;末端振动量的最大值降低到了0.023 m、最小值则降低到了0.008 m;在作业时间为25 s时即可使机械臂接触力保持恒定。该技术可有效降低机械臂末端振动量，并使接触力快速保持恒定状态。该技术提高了不锈钢围护结构自动焊接机械臂的稳定性和效率，应用效果较优。
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