机械多体系统的约束分析

分析机械多体系统的约束类型及力学描述，阐明约束的力学性质。通过引入偏速度、偏角速度和约束微变空间等概念，形成机械多体系统的动力学方程，该方程为不含有未定乘子的Ｋａｎｅ方程，以平面三极摆为例，进行了算例分析。     

冗余多体系统动力学的解算方法

以Ｋａｎｅ－Ｈｕｓｔｏｎ多体系统理论为基础,选择体间相对位移导数和体间相对角速度分量作为广义速率,建立冗余多体系统动力学方程,通过引入相关力约束,实现冗余多体系统动力学解算法探讨该方法与自然力学解的本质关系,以平面三自由度机械臂为例。进行了动力学分析和解算。     

受控多体系统传递矩阵法

为用多体系统传递矩阵法解决受控多体系统动力学问题，该文引进控制激励单元传递矩阵和控制反馈单元传递矩阵，建立了受控多体系统传递矩阵法，解决延迟受控多体系统和无延迟受控多体系统动力学问题，使得受控多体系统传递矩阵法应用于复控多体系统动力学领域。实例计算延迟和无延迟受控多体系统的稳态运动和瞬态运动。计算表明：受控多体系统传递矩阵法与通常方法所得系统运动计算结果吻合较好。     

多臂机器人系统的动力学分析与实验

多臂机器人系统的两个或多个臂协同夹持一物体时，系统形成闭环构造，可视其为具有约束的多体系统．本文基于ｋａｎｅ方程，实现了约束多体系统的动力学分析．通过引入正交补矩阵，形成多臂机器人系统的主导方程．以双臂协同夹持刚体为例，讨论了系统的动力学特性．数字仿真结果与实验结果吻合较好     

多体系统动力学方程在流形上的辛分离法

多体系统动力学的微分/代数方程求解一般是所谓的指标-3问题，是十分困难的，可以说，目前还没有获得使人非常满意的关于它的数值积分方法。多体系统动力学的微分/代数方程的辛算法，是近几年出现的新的数值方法，一般它具有数值稳定性等优点。笔者将微分/代数形式的多体系统动力学方程化为带约束的正则方程形式，笔者在重点阐述流形上辛分离Runge-kutta法这一新的理论的基础上，然后利用辛分离Runge-Kutta法对多体系统的约束哈密顿形式的方程进行仿真研究，取得了较好的结果。     

多体系统动力学中的偏速度综合法

本文提出了用于解决一般树形多体结构动力学问题的偏速度综合法.该方法综合了Kane方法和多体动力学中的递归法的优点,它不仅使最终的运动微分方程维数最小,而且便于用计算机求解.文中给出了树形多体系统运动的一般描述方法,推导了多体系统动力学方程的综合原理及方程的一般形式,最后,举了一个例子.     

受非完整约束多刚体系统的动力学方程

本文利用速度空间的概念，将多刚体系统所受的完整和非完、整约束作为速度空间中的嵌入流形，由Ｊｏｕｒｄｉａｎ原理导出了以流形曲线坐标表示的受完整和非完整约束多刚体系统的动力学方程，并利用本文结果讨论了一个平面开链机械臂动力学方程的建立过程。     

开环多刚体系统的四元数动力学方程

建立了开环多刚体系统的四元数动力学方程，以滑移矢量和相对转动四元数为广义坐标，并运用广义达朗贝尔原理及广义虚功原理建立的这一动力学方程消除了奇点，便于数值计算。以一无约束的空间２刚体系验证了四元数多刚体系统动力学方程的正确性和适用性。     

开环多刚体系统的四无数动力学方程

建立了开环多刚体系统的四元数动力学方程，以滑移矢量和相对转动四元数为广义坐标，并运用广义达朗贝尔原理及广义虚功原理建立的这一动力学方程消除了奇点。便于数值计算。以一无约束的空间２刚体系验证了四无数多刚体系统动力学方程的正确性和适用性。     

约束多体系统动力学方程的辛算法

多体系统动力学的微分/代数方程求解一般是所谓的指标-3问题,是十分困难的,可以说,目前还没有使人非常满意的关于它的数值积分方法.多体系统动力学的微分/代数方程的辛算法,是近几年出的新的数值方法,一般它具有精度高、数值稳定性等优点.笔者建立了约束多体系统动力学的微分/代数形式的约束正则方程形式,利用Runge-Kutta法合成辛算法对约束多体系统的约束哈密顿形式的方程进行仿真研究取得了较好的结果.     

处理多体系统动力学问题的两种方法─凯恩、罗─维方法

本文简要介绍了两种完整、先进的解决多体系统动力学问题的方法：凯恩方法和罗伯逊─维滕伯格方法．     

狭义相对论原理进一步发展的假设

整个宇宙是由许多局部宇宙组成的，各局部宇宙性质不同，在各局部宇宙中一般物理规律都成立，认识物理宇宙不仅要考虑参考系而且必须考虑所在局部宇宙。引入局部宇宙概念，狭义相对论原理作了进一步发展。     

多臂机器人系统的运动学分析

低序体阵列采用“阵列”而非“矩阵”的形式描述多臂机器人系统的拓扑结构。基于低序体阵列，运用偏（角）速度、广义速率等概念，形成多臂机器人系统的运动学模型。该模型以偏（角）速度为方程系数的基本组合模块，具有形式简洁且易于化的特点。以双臂机器人刚性夹持物体为例，讨论了该算例的运动学特性，并给出了相应的数字仿真结果。     

部分充填周期性裂隙岩体渗流理论分析与试验

为研究部分充填周期性裂隙岩体的渗流特性,建立了岩体渗流分析模型.基于无充填裂隙中流体满足Navier-Stokes方程和多孔介质中渗流满足Brinkman-extended Darcy方程,采用不同介质交界面流速相等且剪应力连续的边界条件,推求出部分充填周期性裂隙岩体中流体的流速分布,并给出了岩体等效渗透率的理论表达式.研制渗透试验装置,选用混凝土模拟岩石基质,混凝土间的缝隙模拟岩体裂隙,砂岩模拟充填物,进行部分填充裂隙岩体的等效渗透试验.试验测得的结果与理论计算值相比,二者差值很小,试验很好地验证了等效渗透率表达式的有效性.     

基于旋量理论的上肢康复机器人Kane动力学方程

引入基于旋量理论的运动旋量、力旋量及偏速度旋量等概念,推导得出五自由度上肢康复机器人的Kane动力学方程.结果表明,采用旋量理论分析机器人更加简明有效,比建立局部坐标系的D-H法更简易.Kane方程的求解只需加、减、乘运算,与拉格朗日、牛顿-欧拉等非线性动力学方程相比,计算效率更高,更易于实现实时控制.通过仿真研究了机器人各关节从初始位形到准备位形的角位移、角速度、角加速度以及驱动力矩,验证了基于旋量理论的Kane方程的正确性和有效性.     

增强型三线圈电磁斥力机构的运动特性分析

为进一步优化高压直流断路器的刚分速度和始动时间,改善电磁斥力机构的运动特性,本文提出增加电磁吸力作为驱动力的增强型三线圈电磁斥力机构,采用运动学、瞬态电磁场以及电路理论进行数学模型耦合分析,运用有限元分析软件建立二维模型,求解其运动特性,最后通过仿真试验进行验证。首先,本文分析了不同参数对其运动特性的影响,其次,分析了合闸线圈介入时刻对其运动特性的影响,最后,对比分析了增强型三线圈模型与双线圈模型的运动特性差异。结果表明：增加电容容值和电容电压可以缩短行程时间,提高刚分速度,且三个线圈中改变运动线圈驱动电路参数的优化效果最佳;适当增加线圈匝数和截面宽度可以增大电磁驱动力,缩短始动时间;从0时刻介入可以最大限度提高机构的运动速度;同参数条件下,三线圈模型可在2ms内完成25mm行程,对应的双线圈模型在2ms内只能完成16mm行程。     

若干矩阵偏序的秩等式刻画

应用{1}-逆、{1,3}-逆、{1,4}-逆和{1,5}-逆的表示与矩阵秩等式,给出矩阵左*序、右*序、*序和Sharp序的秩等式刻画.     

关于部分变元稳定性的几个推广

利用可选择地降低B函数的维数的办法，进一步推广并改进了文[1-3]中关于部分变元稳定性问题的研究。     

两个刚体角速度运动的部分同步

研究了两个刚体角速度运动关于部分状态变量——惯性主轴角速度的同步控制．基于李亚普诺夫部分稳定性理论，分别采用双向耦合的部分状态变量线性反馈控制和部分变量的单向非线性反馈控制两种方法，构造出了一些控制器．同时，对于惯性主矩不同的取值范围，利用部分变量的单向非线性反馈控制方法可以采用不同的控制策略．所设计的控制器可以实现两个刚体的角速度运动达到关于惯性主轴角速度的部分同步．仿真结果说明了所设计控制器的有效性．