摘要：在现代工程中，以柔性机械臂为典型的机械构件应用已经很普遍，在高新技术领域 尤其是机器人技术和航空航天技术中，高速、轻质、高精准度、智能化已成为未来发展 趋势，因此以柔性机械臂为核心的机械结构的动力学与控制问题受到越来越多的关注。 许多航天航空结构及其他机械构件都属于柔性梁搭载于刚性体的刚-柔耦合结构，可以简 化为高速转动的中心刚体–悬臂梁模型进行动力学分析。此模型的动力学分析和控制问 题的研究，是柔性多体系统动力学研究的范畴，在与多刚体动力学的研究层次的比对下， 柔性多体动力学仍需更长久的探索。与此同时，该领域急需解决的重要难题却是刚－柔 耦合系统的动力学建模、分析和振动控制。 79443

此文在对多体系统刚－柔耦合动力学理论、压电材料及压电主动控制方法等方向的 综述基础之上，对含压电层的智能复合材料梁做大范围运动的动力学问题进行了建模理 论研究和数值仿真研究，本文主要研究工作及成果有： 

1。 综述了柔性多体动力学研究现状、压电材料、主动振动控制研究阶段性进程，并 且提出本文的研究目标和内容。 

2。 研究了高速旋转的中心刚体－柔性梁系统的建模理论，并在此基础上引入压电材 料建立中心刚体–智能复合柔性梁系统的刚柔耦合动力学模型，同时还针对高速 旋转中的中心刚体–智能复合材料梁系统建立了振动分析模型。 

3。 基于一次刚–柔耦合动力学建模方法，编制动力学仿真软件，并利用该软件分析 了中心刚体–智能复合材料梁系统的动力学特征，对系统的振动进行了抑制。 

毕业论文关键词 刚–柔耦合  压电材料  智能复合材料梁  振动抑制  频率

毕 业 设 计 说 明 书 外 文 摘 要

Title Dynamic analysis and control of rigid-flexible and electromechanical coupling robotic flexible manipulators

AbstractIn the modern engineering, the application of flexible mechanical arms as typical mechanical components is very common。 Flexible robotic arm as the core of the dynamics of the mechanical structure and control problem gets more and more attention in high-tech fields, especially in the robot technology and aerospace technology。 High speed, light weight, high precision, accuracy, intelligence has become the development trend of the future。 Many aerospace structures and other mechanical components belong to rigid-flexible coupled structures that contain the flexible appendages attached to a rigid body, which can be simplified as the high speed rotating Center rigid body - cantilever beam model to do  the dynamics analysis。 The researches of dynamics and control problems for rotating smart beams are included to dynamics of flexible multi-body system。 In the comparison with the rigid  multi-body dynamics in research level, the flexible multi-body dynamics still needs more long-term exploration。 In the meanwhile, the important problems of this field needed to resolve is – rigid-flexible coupling system dynamics modeling and analysis and vibration control。

Not only in the review of research status of flexible multi-body system dynamics, piezoelectric materials, and –active vibration control, we also study dynamic modeling theory and numerical simulation of intelligent composite beam with the piezoelectric layers undergoing large overall motions。 The main research work and achievements are as follows:

1。Summarized the status quo of flexible multi-body dynamics research, piezoelectric materials, the process of active control study, and put forward the research target and content of this paper。