随着制造业自动化水平的不断提高,自动加工、自动装配、自动检测等系统正在迅速取代传统的手动操作设备。在各类自动化系统中,以伺服电机为核心的运动控制系统以其优异的可控性和运动精度,正在越来越多地取代传统的气动、液动元件。伺服电机作为驱动元件,在为系统提供更复杂和强大的控制功能的同时,也使得从振动产生的源头来控制振动成为可能。借助伺服电机良好的可控性,通过控制伺服电机启动、停止过程的加速曲线,可以改变运动部件对总体结构的激励方式。与此同时,通过对系统结构进行模态分析,找到不同激励部位上的敏感频率。以此为参考,为伺服电机设计适当的运动加速曲线,使运动部件的惯性力频谱激励避开结构的敏感频率,借此抑制受控运动与结构振动之间的耦合关系,从而达到控制结构振动的目的,这正是本文研究的主要内容所在。本文的主要研究内容有:(1)在生产线自动化装置中,以伺服电机为驱动元件的运动控制系统,其直接的控制任务通常是运动部件的速度和位移量。而部件运动对结构的振动激励,则主要来自于伺服电机驱动运动部件加、减速过程中产生的惯性力。因此,本文首先研究了给定加速曲线频谱分布下,伺服电机的速度控制和位移控制曲线的设计方法。借此达到控制运动部件惯性力频谱分布,减小其对结构振动激励的目的。(2)机械结构振动的敏感频率就是其各阶模态频率。对于一个具体结构,尽管理论上会有无穷多个振动模态,但实际影响加工精度和工作效率的振动大多分布在低阶模态上。本文第二部分着重研究了敏感频率的测试和分析方法,通过测试获得与不同运动部件相关联的模态频率。(3)构建了一个实际实验平台,用于验证以上方法的可行性。首先对该平台的振动主体—一个可以简化为二自由度弹簧质量系统的顺摆建立的数学模型,计算其一、二阶模态频率,并据此频率设计伺服电机的加、减速过程。然后,通过实际测试,证明了本文所提研究方法的正确性和可行性。(4)再对这个实际系统建立其在广义坐标下的拉格朗日方程,通过设置使其在起停阶段振动的角度为零的约束条件,并由此为该结构的运动控制提出了加、减速控制方案。实际实验结果表明,应用所述方法,对振动控制有明显效果。