曲柄摇杆扑翼机构的联合仿真及优化设计

采用曲柄摇杆扑翼机构,通过UG实体建模和动力学仿真验证了这一设计的可行性。通过MATLAB和ADAMS建立了微型直流电机和曲柄摇杆扑翼机构的耦合模型,分析了不同定负载条件下齿轮传动机构减速比和曲柄摇杆的参数变化对扑动频率的影响,它为曲柄摇杆扑翼机构的实物快速制造提供了理论依据,也对进一步优化设计具有借鉴意义。     

机电控制系统的仿真研究

在分析直流电机与曲柄摇杆机构数学模型的基础上,针对这类非线性、复杂系统的模型特点,提出了一种Matlab/simulink与m函数嵌套的建模方法,完成了直流电机—曲柄摇杆机构的simulink模型。为了获得稳定的曲柄转速,提出了基于CMAC（Cerebellar Model Articulation Controller小脑神经网络）与PID并行的控制算法。仿真结果表明,该建模方法可行,控制方法能有效地降低曲柄的速度波动。     

同轴双输出脉冲发生机构运动特性与仿真分析

为了减小同轴式全铰链双输出脉冲发生机构输出角速度的脉动值,在系统分析曲柄摇杆机构运动特性及其两种装配模式运动规律的基础上,讨论了等价四杆机构(即五杆回路)的基本运动特性和规律.最后利用仿真模型分析了e和d的值对整个运动规律的影响及最佳匹配值,使系统的脉动值降至10.2%,为该脉冲发生机构的尺寸综合与优化奠定了基础.     

基于多领域统一建模的伺服压力机仿真研究

针对包含多纽并联机构的精密伺服压力机存在输入输出严重非线性、驱动电机难以精确同步与控制的难题,提出采用SimulationX仿其软件平台对双点伺服压力机的机电动态响应性能进行,仿真分析,以快速获取满足表端执行机构不同输麻需求的驱动电机控制策略.在分析滚珠丝杆螺旋传动机构和曲柄滑块机构这两种典型机构传动特性和几何尺度关系的基础上,建立了多组机构运动特性方程,采用Modeica建模语言构建了典型传动机构的仿真模型,按照模块化建模思想,搭建了集成典型传动机构的双点伺服压力机整机机电仿真模型,在SimulationX平台上对双点伺服压力机整机模型进行了运动与同步控制仿真分析.仿真结果表明,集成滚珠丝杆螺旋绔动和曲柄滑块机构的伺服压力机机电系统动态响应性能庭好,运动与同步控制精确,通过仿真验证了多领域或统一建模和仿真技术在双点伺服压力初综合设计中的实用性和高效性.     

计算机仿真技术在超硬材料抛光技术中的应用

计算机仿真技术在机械工程、自动化控制工程、国防建设等领域得到广泛的应用，已成为研究、设计和分析复杂问题的重要工具。文中首次将计算机仿真技术引入超硬材料加工技术，从运动学和几何学原理出发，建立了双摇杆机构的数学模型，得出了双摇杆机构中工件中心点的运动轨迹方程，并用Visual Basic语言编制了相应的计算机仿真软件，以图形的形式显示出了运动轨迹曲线。并对各杆的长度及相角度等设计参数进行了优化，并将其成功地应用于立方氮化硼等超硬材料的抛光技术。     

MATLAB在并联机器人机构仿真中的应用

运用Matlab语言给出了平面3RRR并联机构三维仿真实体模型的简单画法及三维实体模型的运动仿真，同时又运用微分法和影响系数两种算法仿真了机构的速度及加速度曲线，最后从仿真图中直接分析了机构的奇异位型点，并说明了文献[7]中运用新的性能分析方法所得出的机构尺寸变化对机构性能影响的结论的实用性。这充分展现了Matlab的科学计算可视化技术在机器人领域的应用及发展前景。     

基于虚拟样机技术的刚柔耦合系统动力学仿真

基于集成CAD、CAE与可视化技术的虚拟样机技术,提出一种刚柔耦合系统动力学建模与仿真的方法.根据刚柔耦合动力学方程,建立计及刚体运动与弹性变形的系统虚拟样机.对于运动副间隙、摩擦力以及制造误差引起的建模与仿真误差,通过对比试验结果选择系统特征参数为修正因子进行调整,从而补偿以上因素对建模和仿真精度的影响.利用三维实体建模技术、有限元技术以及多体动力学分析,依照虚拟样机仿真和试验的建模仿真流程,完成了曲柄滑块机构的刚柔耦合动力学仿真实例.与试验对比结果表明建模方法和仿真流程的有效性和实用性.     

液压挖掘机工作装置仿真研究

简述了AMESim软件的性能和特点，对挖掘机工作装王的液压系统和机构在AMESim环境下进行了建模，设王了模型中的主要参数，实现了其液压系统动态仿真和机构的二堆动力学仿真．并采用试验的方式对仿真模型进行验证和改进，对仿真结果和试验结果进行了详细分析和比较，给出试验和仿真曲线，并在AMEViewer中显示仿真模型的运动。所得到的动臂、斗杆和铲斗液压缸无杆腔的压力误差在10bar以内，因此能够实现较精确的工作装置运动仿真，同时也验证了该模型的有效性。     

空间站展开机构虚拟样机仿真及可靠性分析

柔性机构的运动具有复杂非线性的特点,为了进行柔性机构的运动分析和动态可靠性分析,提出了一种集成仿真环境下建立虚拟样机模型并进行运动仿真的方法。在UG-ANASYS-ADAMS多软件平台上进行动力学分析,利用蒙特卡罗随机抽样方法进行随机动态响应分析。在MATLAB中建立神经网络进行随机动态响应仿真实验以减少时间成本,得到了运动参数动态响应分布特性和运动参数的动态可靠度。通过空间站柔性展开机构实例分析和计算,结果表明该方法可以用于复杂柔性机构的仿真和分析,具有精度高、时间成本小的优点。     

RPR-RRP平面六杆机构系统的MATLAB动力学仿真

用复数推导了曲柄、RPR、RRPⅡ级杆组的动力学数学模型,并将其转化为适用于MATLAB仿真的矩阵数学模型,以该矩阵数学模型编制了相应的三个M函数仿真模块。对给定的RPR-RRP平面六杆Ⅱ级机构系统为例说明如何使用这三个仿真模块建立MATLAB仿真模型,并对其仿真结果的正确性加以分析。其主要目的是以组成机构的杆组为仿真模块,搭建各种平面连杆机构MATLAB仿真模型,可以对各种低副机构进行动力学仿真和分析。     

面向复杂系统运动仿真的信息物理融合建模

传统运动仿真的虚拟建模缺少针对复杂系统中信息子系统与物理子系统的动态性融合建模。融合传统运动学虚拟建模与信息计算的优势，针对运动仿真的精度和实时性难以满足实际工业制造需求的问题，提出面向复杂系统运动仿真的信息物理融合建模方法，并以机械臂的运动学控制为仿真案例进行验证，解决了实际环境中机械臂的驱动与仿真环境虚拟机械臂运动不一致的问题。搭建了复杂系统运动仿真虚实映射平台，集成了虚拟建模环境CoppeliaSim，融合实际机器人的运动反馈，和虚实映射计算模型，确定工业机器人运动方程的唯一位姿解。实验结果表明本文提出的方法实现了工业机器人的虚实映射实时运动仿真。     

基于立体视觉的虚拟机械臂平面定位研究

结合星球探测的应用背景,对漫游车的工作方式进行了研究,针对车载机械臂开发了一套基于立体视觉的机械臂平面定位仿真系统。该系统依靠虚拟现实技术,通过虚拟机械臂对三维重建得到的平整物体表面的定位仿真得到机械臂的各关节参数,以此指导真实机械臂的运动。论述了基于立体视觉的机械臂定位机理和基于OpenGL的虚拟机械臂的实现过程。采用VC＋＋构建了仿真实验平台,进行了定位实验,获得了较高的定位精度。     

功能性电刺激脚踏车训练系统建模及仿真分析

针对FES脚踏车训练系统建立数学模型并对模型进行仿真。该系统模型由模式发生器,电刺激关节力矩模型及人机动力学模型组成。根据关节伸展弯曲时,脚踏车曲柄对应角度和速度关系及三组肌肉群的状态,建立模式发生器模型。对腿部肌肉群刺激时序优化得到最终刺激模式。通过计算肌肉在电信号刺激下的肌肉激活度、最大肌肉力、肌肉力长度特性及肌肉力速度特性建立电刺激肌肉力模型,得到电信号刺激肌肉时产生的肌肉力大小及肌肉力在关节处的合力矩。根据拉格朗日方程和关节力矩建立人机动力学模型。采用典型人体数据,以Simulink为仿真平台,通过差分、迭代等方法对系统模型求解,得出刺激信号与肌肉、关节及曲柄的动力学关系。以脊髓损伤患者对训练系统进行实验,对比曲柄处合力矩与曲柄角度关系验证脚踏车系统模型方法正确可行。

Abstract：

Aiming to study FES cycling system,the mathematics model and simulation were presented.The model includes pattern generator,stimulation-joint torque and man-machine kinetic model.Based on three muscles group state,the crank angle and velocity when the joint extending and flexing,the pattern generator model was built.Optimizing the stimulative time sort,the final stimulative pattern was explored.By calculating muscle active,muscle maximal force,the characteristic of muscle force-length and muscle force-velocity under signal stimulation,the electric stimulating muscle model,stimulative muscle force and the torque on the joint can be got.Based on Lagrange equation and joints torque,the man-machine kinetic model was built.Using typical body data and Simulink platform,the relationship of kinetics among the stimulation signal,muscles,joints and crank was found using the method of iteration and difference to solve the system model.From the experimental data of SCI patient on the system,comparing the results of crank torque and crank angle between simulation and experiment,it is showed the model of FES cycling is feasible.     

基于Kane方法的宇航员舱外活动仿真

简要回顾了宇航员舱外活动计算机仿真现状,基于Kane方法给出了应用多刚体系统动力学求解人体运动的递推公式及步骤.针对STS-63飞行中的宇航员搬运大质量载荷任务,建立了简化的宇航员上肢运动模型,对上肢末端做矢状面内的匀速圆周运动过程进行了分析,得到关节运动及动力学参数随时间的变化关系,并与相关标准进行了比较.     

机器人臂/手集成系统的图形仿真及其在遥控操作中的应用

介绍了机器人臂与多指灵巧手集成系统的图形仿真，对系统建模、传感器仿真、运动规划、面向虚拟现实的人机接口设计以及在遥操作中应用进行了研究，并介绍了已经完成的工作。     

舱内动环境对捷联惯导外杆臂误差补偿影响机理分析

分析飞行器舱内复杂动环境对捷联惯导的影响是提高惯性导航精度的技术难题之一。在仅考虑横向振动和线性系统的假设前提下,将舱内捷联惯导等效为简支欧拉梁和阻尼弹簧振子混合系统,给出了舱内动环境条件下的动力学微分方程并求解其响应,得出作为确定性矢量处理的外杆臂随混合系统响应出现随机变化是造成捷联惯导加速度计外杆臂误差补偿不完全的重要原因,结合外杆臂误差的计算方法,推导了其随机变量的数字特征和动环境下误差表达式。在此基础上,通过仿真飞行计算,分析了外杆臂误差补偿不完全对导航迭代解算的影响。     

考虑舒适度的人体运动仿真算法

在分析了人体自身的运动反馈控制机理的基础上,引入舒适度作为虚拟人体运动控制的性能指标函数,提出了一种基于舒适度优化的虚拟人体运动控制算法,该算法综合考虑了反向运动学、反向动力学以及人体工效学等因素,避免了单纯从动力学方面求解所带来的虚拟人体动画所隐含的力量冲突,提高了仿真结果的真实性和合理性。利用该算法对人体上肢的运动进行了研究,计算结果和实验结果吻合良好。     

高压注水泵动力学仿真分析

简要地分析了中国石油机械设备的发展现状，提出了在我国石油机械装备企业运用现代设计方法的必要性。简要地介绍了动力学仿真及其相关技术。并选取典型的3H-8/450型高压注水泵作为研究对象，完成了泵仿真模型的建立；对泵进行运动学和动力学仿真分析，系统所需电机驱动力矩计算；并用理论解对仿真模型和仿真结果进行了验证；对仿真结果进行分析，提出了改进意见，并对改进设计进行仿真实验，仿真结果表明改进设计显著地改善了泵的受力状况。