柔性机械臂建模要求所建立的动力学模型要足够精确,以真实反映柔性机械臂的动力学特性;同时,模型的阶数又应足够低,以便于计算机进行数值求解,实现其实时控制的要求。模态综合法以有限元方法为基础,采用子结构技术来获取一组复杂结构的品质优良的“假设模态”,使其很好地覆盖系统的真实的低阶模态空间。这组模态集的数目远小于原结构的自由度数,这样可以达到模型降阶目标。 但是,传统的模态综合法没有考虑到控制系统设计技术的承受能力和激励的特点,保留的大量低频子结构模态对于整体控制目标没有贡献。因此,本文考虑将多柔体系统模型降阶方法与模态综合法结合,对典型双连杆柔性机械臂模型进行建模研究,提出了部件两级降阶思想。即分别采用不同的子结构假发分支模态集获取子结构模态特征,再利用模型降阶方法对所建立的子结构模型进行降阶研究,去掉系统中弱能控和弱能观部分,进一步降低模型的阶数。用分析较少自由度的整体结构综合建立系统整体低阶方程,使得大型复杂结构整体动力特征问题得以求解。使所建立的模型从量级上大幅度缩减了整体结构的自由度,满足计算机动态求解降低运算量的需要,实现机械臂实时模拟动力学过程。最后,对系统进行响应分析,并与有限元结果比较,进行系统模型的验证。说明利用以上方法所建立的系统模型能够保证足够的精确度。