水面无人艇分层策略局部危险规避

根据水面无人艇运动学和基础控制特性提出一种局部危险规避算法. 采用分层策将动态窗口分解为艏向窗口和线速度窗口,使用切线法和弧线法分别从艏向窗口和线速度窗口中求出规避角速度和线速度,并引入角速度缓冲模型以提升规划过程中艇体的稳定性. 仿真实验验证了算法具有规避能力强和稳定性高的特点,并由湖试实艇实验验证了算法对实艇的基础控制特性具有良好的适应性,能引导水面无人艇在实际环境中实现有效安全的危险规避.     

基于二维遍历搜索法的3RRR并联机器人运动学分析

通过研究3RRR 并联机器人的平面机构特点,用数值方法对其运动学正解进行分析求解,并用解析法对其运动学逆解进行分析求解. 通过MATLAB 仿真,用Pro/E 建模加以验证. 在运动学逆解基础上,运用二维遍历搜索法得到3RRR 并联机构的工作空间. 结论表明,当动平台的旋转角度φ为0°时,其工作空间最大;当旋转角度φ为β/2 时,其工作空间最小.该方法可减小求解工作量,提高计算效率.     

单摆自水平位置静止开始下摆的运动状况研究

根据常规的思维逐步推导出单摆自水平位置静止开始下摆的运动学方程,结果是一椭圆积分形式.根据该运动方程并利用MATLAB和Excel软件,作出了此单摆下摆过程中的θ～t,v～t,E_k～t,v～θ,E_k～θ曲线,并加以比较和分析.这些研究将有助于加深对椭圆积分知识,以及单摆自水平位置静止开始的下摆运动的认识.作为对比,还给出了任意摆角(≤90°)的单摆自静止开始下摆的运动学方程,并且得到单摆的周期随摆角单调增加的结论.     

基于谐波合成与分解的曲柄摇杆机构运动学程序化研究

曲柄摇杆机构的从动件位置角须通过多元三角函数方程组获得,其准确程序化研究值得重视。为了求解上述方程组并实现程序化,综述了位置角的求解方法。根据几何关系提出了求取从动件位置角的铰接点坐标法;基于谐波合成与分解的原理与方法提出了直接求解三角函数方程而获得角度的方法;分析了反三角函数的取值条件,从而可实现运动学参数的程序化求解。然后以CYJ10-3-53HB游梁式抽油机的主机构为例,令曲柄作为主动体匀速转动,进行了程序化运动学仿真。仿真结果验证了所提出的2个方法正确可靠。     

环形珠垫编织的数学模型

分析目前比较流行的环形珠垫手工编织方法,将编织的方法用周期运动的数学形式予以表示,建立笛卡尔直角坐标系,给出编织运动路径的坐标表达式.借助数学软件实现了编织路径运动的仿真.对成品珠垫采用纵向和环形2个不同角度的分析,发现了串珠排列的几何规律——杨辉三角形和等差数列,利用几何特征确定环形珠垫珠子总数与编织圈数以及珠垫面积之间的数量关系.     

线性阻力作用下的落体运动

本文引入线性律阻力ｆ＝ － ｍｋｖ′，给出了下落质点相对于地球自转参照系的运动学方程，同时指出有关文献公及自由落体的运动规律只是该运动学方程的一种特例     

从陀螺仪进动与章动分析讨论看大学物理刚体教学

从刚体转动力学知识出发,以陀螺仪为例研究了刚体的定点转动.利用角动量定理和简谐振动的处理方法,通过研究向心力、自转角速度、进动角速度和章动角速度等,分析了陀螺仪的进动与章动现象,并讨论了影响其进动和章动的因素.总结了定点转动和定轴转动的区别和联系,对大学物理刚体部分教学以及对理解和应用陀螺仪的性能提供一定的参考.     

旋喷泵内能量损失及流场数值计算

通过分析旋转液流在旋喷泵转子腔及集流管内流动规律,从理论上证明转子腔内存在一个旋转液体自由表面,采用伯努利方程和流体静力学平衡方程,推导出描述旋喷泵压力的数学模型,并分析了影响旋喷泵压力的主要参数．以时均N—S控制方程和RNGκ-ε模型为基础,应用CFD技术对旋喷泵整机进行了数值计算,结果表明：转子腔内液体环流与转子腔半径和旋转角速度相关,转子腔及集流管是旋喷泵能量转换的主要载体．     

基于干扰观测器的移动机器人轨迹跟踪控制

针对移动机器人的轨迹跟踪问题,设计了基于干扰观测器的积分滑模控制器.考虑侧滑与干扰的影响,建立了移动机器人的运动学和动力学模型.基于终端滑模理论设计了自适应滑模干扰观测器,实现了对复合干扰的有限时间逼近.在此基础上设计了基于运动学模型的轨迹跟踪控制器,保证了位置跟踪误差的渐近收敛和角度误差的有界收敛.结合干扰观测器和积分滑模方法,设计了基于动力学模型的速度跟踪控制器.通过仿真验证了所设计控制算法的有效性.     

圆盘滚动的动力学分析

圆盘按质量是否均匀分布可分为均质圆盘和偏心圆盘，对这2种圆盘在水平面和斜面的运动进行了简单分析．均质圆盘在接触面上做纯滚动时，摩擦力的方向与外力F的大小以及作用线到质心的距离有关；偏心圆盘在水平面和斜面滚动时会出现跳滚现象，偏心圆盘发生跳滚的角速度临界条件为■，只与偏心距e和接触面倾斜角度φ有关．当偏心圆盘离开接触面时，先做加速上升运动，再做减速上升运动，最后做加速下降运动．计算了偏心圆盘离开斜面后圆心运动方程和第一次与斜面的碰撞点坐标．     

定轴转动的刚体对轴上一点的角动量

本文阐明了刚体绕定轴转动时,刚体对轴上一点的角动量(?)一般与刚体转动的角速度(?)不共线并随时间变化。     

用正交试验法选择BP网络参数研究机器人运动学逆解

探讨了用正交试验法选择BP网络训练参数对PUMA560机器人进行逆运动学求解.利用运动学正解得到的结果作为BP网络的训练数据和检验数据,通过6个12输入、1输出、2个隐层的BP网络实现了6个参数的逆解计算.网络的训练参数通过正交试验法进行优化组合而得出.仿真结果表明,该方法建立的BP网络具有较快的处理速度和较高的计算精度,训练好的网络可用于机器人的实时控制.     

双臂教学机器人的运动分析及仿真

为了进行双臂教学机器人控制系统的设计和方便机器人教学,对双臂教学SCARA机器人进行运动分析与仿真.给出了机器人的运动学正解和逆解,提出了一套机构简化方案,完成了机器人的各种手臂姿态规划,分析了存在的运动干涉约束.最后运用运动学正解和逆解进行软件仿真设计,得出了机器人手臂的工作区域,并在工作区域内进行了圆弧运动仿真.     

全自动装订机空间凸轮轮廓曲面方程

文章结合共轭曲面理论,利用空间回转变换张量法,对全自动装订机空间圆柱凸轮的机构几何学和运动学进行了全面分析,并以此为理论基础,推导出空间凸轮的轮廓曲面方程,通过将该方程与凸轮机构的啮合曲线方程进行联立,可以对空间圆柱凸轮轮廓曲面上各个点的坐标进行唯一确定,从而为提高空间凸轮的加工精度、改进其加工方法奠定坚实的理论基础。     

小尺寸MOS器件热载流子效应模拟

本文从实用的角度出发求解泊松方程.提出了一个小尺寸MOS器件热载流子效应的模拟方法.并开发了相应的模拟软件.模拟结果接近精确的二维MOST分析,并与实验吻合良好,而CPU时间却降低了1～2个数量级.     

FSS电磁散射方向特性的快速计算

基于渐近波形估计(AWE)技术和矩量法(MOM)快速获取了一维频率选择表面(FSS)的电磁散射方向特性.首先采用MOM法将FSS的电场积分方程(EFIE)转化为矩阵方程,并确定角度导数矩阵方程(MEFD);再在某一给定角度处求解MEFD,得到给定角度处的各阶角度导数感应电流;最后根据Pade逼近理论由给定角度处的角度导数感应电流确定FSS在任意角度入射波照射下的感应电流.根据感应电流及谱域Floquet谐波模计算FSS的电磁散射方向特性.计算结果表明,AWE完全能逼近MOM逐点扫描计算的结果,同时在计算速度上可加快二十多倍.     

同轴三盘研磨方式钢球研磨运动学方程及其解

本文采用解析法，建立了钢球的一种新型研磨方式──同轴三盘研磨方式的钢球研磨运动学方程，并求得其解析解．从而为统一分析比较同轴二盘和三盘两种研磨方式的钢球研磨运动规律提供了理论基础．     

四阶方程的Legendre-Laguerre复合谱方法

本文提出了求解半无界区域上的四阶方程的Legendre-Laguerre复合谱方法,并对该方法的收敛性进行了严格的分析.数值实验结果表明了理论分析的正确性.最后通过数值实验进一步说明该方法对解析解变化比较剧烈的方程,逼近效果要比用单区域的Laguerre法好得多.     

可补偿任意结构数控机床几何误差的通用后置处理

运用机构运动学理论并考虑数控机床各个运动副六个自由度方向的几何误差,建立了适用于具有任意拓扑结构的数控机床的运动学模型和误差模型.提出应用该运动学模型和误差模型进行数控编程通用后置处理,并通过后置处理实现数控机床几何误差软件补偿的原理与算法.     

花椒采摘机器人机械臂的运动学分析及工作空间求解

针对国内花椒采摘困难的问题,设计了一款花椒采摘机器人,为分析其运动情况,基于D-H法,确定采摘机器人手臂的参数、坐标系及手臂的正和逆运动学方程。利用Matlab中的Robotics Toolbox进行仿真,结果表明,该机械臂设计合理、精确,为后续的机器人手臂控制提供了理论基础。