Stewart运动平台的雅可比矩阵条件数的研究

从运动学的观点出发，对Ｗｔｅｗａｒｔ平台的雅可比矩阵的条件数与结构尺寸的之间的关系进行了分析，给出了机构的结构参数与雅可比矩阵条件数之间的无量纲化关系曲线，在此基础上，得出了益于降低条件数、提高机构的运动控制性能的设计参数。     

基于条件数的3-RRRT并联机器人设计优化

基于3-RRRT并联机器人的输入输出方程，得出其雅可比矩阵，求出了机构的局部条件数表达式：当结构参数变化时，全域条件数越大，机构的传动性能越好，以全域条件数为指标，分析了结构参数变化对传动性能的影响．     

3-RPC并联机构雅可比矩阵

建立雅可比矩阵是研究并联机构运动轨迹的重要方法。以3-RPC并联机构为研究对象,建立机构雅可比矩阵并以此为基础分析机构奇异位型。首先利用螺旋法分析3-RPC并联机构的每个分支,建立支链运动螺旋,然后运用反螺旋系建立3×6约束雅可比矩阵,确定驱动副后建立3×6驱动雅可比矩阵,综合两个矩阵得到3-RPC并联机构的6×6雅可比矩阵。对6×6雅可比矩阵进行奇异性分析,得到机构在极限条件下的奇异位型,可以有效避免机构卡死现象的发生。建立3-RPC并联机构雅可比矩阵对于分析机构的运动有重要意义。     

3自由度RPS并联机构的工作空间分析

给出了不同机械工作空间的概念，定义了由灵活特性，即雅可比矩阵的条件数决定的灵活工作空间，作为可达工作空间的子空间，并且分析了RPS型并联机构的灵活工作空间。给出了当坐标参数变化时，不同的工作空间的变化图。     

求和矩阵的应用

构造１个新矩阵。应用它得出求自然数乘方和、一元多项式求和的简便方法，进而求出伯努利数，建立乘方和之间的关系式，找出与雅可比等式、杨辉三角形的联系，解决一类线性方程组的解．     

六自由度混联机构雅可比矩阵求解及奇异位形分析

提出一种由2个不同的三自由度并联机构串接而成的混联机构,针对下端和上端并联模块分别建立速度雅可比矩阵,然后通过上下两个并联模块的运动关系,建立整个混联机构的整体雅可比矩阵.雅可比矩阵是分析机构奇异位形的基础,通过令机构整体雅可比矩阵行列式为零,从而得到机构奇异的非线性方程来研究混联机构的奇异位形,同时运用MAPLE软件绘制出机构的奇异轨迹.该方法建立了由2个并联模块组成的混联机构的雅可比矩阵,具有一定的理论意义.     

三自由度冗余并联机构灵巧度分析

4-RRR并联机构具有16种拓扑结构,可以分为四类拓扑结构。基于机构的逆运动学模型,得到雅可比矩阵,并将雅可比矩阵的量纲统一。以雅可比矩阵条件数的倒数作为灵巧度评价指标,比较四类拓扑结构的灵巧度。比较结果表明,第一类拓扑结构具有最好的灵巧度。     

基于广义雅可比矩阵的空间并联机器人运动学研究

针对自由漂浮空间并联机器人运动输出部分与载体之间存在运动耦合的问题,提出一种自由漂浮空间并联机器人广义雅可比矩阵的构造方法。基于螺旋理论建立速度映射关系,得到各分支输入速度与上、下平台的运动速度关系,结合动量守恒定律得到出上、下平台的速度运动关系,推导出自由漂浮空间并联机器人的广义雅可比矩阵,以6-SPS并联机构为例,进行数值计算和仿真分析对比,验证广义雅可比矩阵构造方法的正确性,也为自由漂浮空间并联机器人的精确控制奠定了基础。     

一种新型并联机器人的运动性能

介绍了一种新型三腿并联机器人,给出了机构的运动学方程和雅可比矩阵,分析了机器人的工作空间·通过机器人的可操作性指标和雅可比矩阵条件数指标分析了机构的奇异性和灵巧性·由仿真分析结果可知,该并联机器人具有较大的工作空间,并且工作空间关于x轴对称·机器人在整个工作空间内可操作度W在(0 8,2 45)内变化·说明机器人在整个工作空间中没有奇异形位和不定形位,具有良好的可操作性·雅可比矩阵条件数C(J)在(1 0,6 2)内变化,并且C(J)在随X,Y,Z变化时没有突变,说明该机构运动灵巧性好·     

3/6-SPS并联机构的奇异位形及瞬时运动分析

应用螺旋理论研究了3/6-SPS型并联机器人的奇异位形,建立了静力学平衡方程并求出该并联机构的雅可比矩阵J,结合位形参数和雅可比矩阵推导出了并联机构奇异位形的判别矩阵D,并通过判别矩阵D找到并联机构的一个奇异位形.然后讨论了并联机构在奇异位形的瞬时运动,根据螺旋理论得出该运动是个并联机构6个杆件约束力的反螺旋,是一个瞬时的螺旋运动,最后给出了瞬时螺旋运动的形成条件和数学证明.     

基于泛灰区间数的齿轮传动设计参数分析

机械零件设计中许多设计参数往往以范围给定,设计人员需在不确定信息下确定设计参数的精确值,其设计思路包含着IF-THEN的判断逻辑.根据泛灰的运算法则,以齿轮设计计算为例,对所有条件集所产生的结果集进行分析计算,并对计算结果进行了充分讨论.此方法为机械零部件产品的设计和产品的评估提供了理论依据,具有重要的参考价值.     

基于聚类的多运行方式下电力系统稳定器设计

将模式识别中的聚类算法用于电力系统多运行方式的分类,提出了一种多运行方式下电力系统稳定器的设计方法.选择所有节点注入功率或所有机电振荡阻尼比为表征系统运行方式的特征向量,基于基本顺序聚类算法确定类的数目,用层次聚类和 C 均值聚类算法得到每类的中心运行方式.电力系统稳定器的参数设计仅针对各类的中心运行方式进行,将此问题转化为一个非光滑优化问题,用信赖域法加以求解,求得的参数可用于该类别其余运行方式.示例系统的仿真结果表明,提出的方法可以显著降低多运行方式下控制器参数设计问题的规模,从而大大减小计算量.     

毫米级微型燃气轮机系统设计原则与可实现性循环分析

针对多学科领域中毫米级微型燃气轮机系统的设计原则、性能参数选取和整体可实现性条件进行了理论综述、对比研究和量化分析.结果表明:由于毫米级微型燃气轮机系统通常采用无回热器结构的布雷顿简单循环体系,压气机与透平主要受到低Re流动的影响和二维几何结构的限制,因此在设计时需利用不同叶片厚度来分布控制流动分离,并采用相同叶高且间...     

机械式反操纵负载模拟器的设计方法

针对机械式反操纵负载模拟器加载精度低的问题,提出了提高其加载精度的设计方法,即采用虚位移原理法对机械式反操纵负载模拟器建立负载力矩模型,利用杆件角度的变化从负载力矩模型中分析得出杆件的合理范围.通过对负载力矩模型的负载曲线做逼近处理,达到对负载力矩模型进行重构的目的.提出了利用负载力矩模型杆件角度分析与蒙特卡罗相结合的方法来设计杆件,其优点在于可找寻同时满足多级加载梯度条件的杆件组,避免了传统方法的不足,即利用最大加载角度进行优化从而导致无法模拟真实加载情形及最终找寻到的是加载梯度少的杆件组.最后,利用仿真验证了优化结果.     

基于平面圆阵的被动式静电探测系统阵列优化

对于采用平面圆阵布设的被动式地面静电探测系统,根据误差理论分析结果研究了其阵列参数,即探测阵列半径、探测阵列的阵元个数以及探测器电极尺寸对探测阵列目标定位精度的影响;探讨了被动式地面静电探测系统平面圆阵阵列参数的优化方法. 利用均匀设计法对阵列参数进行优化,其回归和方差分析的结果表明:在一定条件下,探测阵列半径为300 m,探测阵列圆周上的阵元个数为44,探测器电极半径为1.4 m时,系统定位精度最高.     

基于盲数理论的最优化方法与程序实现

使用盲数表达优化设计中的不确定变量,结合常用的基于实数变量的优化算法,提出了基于盲数的优化方法.该方法从微观的角度分析和描述设计变量与优化参数之间的关系,给出优化问题的盲数解.盲数解不但给出了设计变量的取值,而且还给出了不同取值时优化对象处于最优状态的可靠性的评价.     

公路交通流车速-流量实用关系模型

针对常用的公路交通流车速-流量关系模型不能进行交通流超饱和状态下交通分析的不足，本文首先应用大量的交通观测数据建立了各级公路车速-流量关系理论模型，通过对公路高峰小时超饱和状态下交通流消散过程的机理分析，研究了各级公路在不同交通负荷条件下的车速-流量关系通用模型的结构，并通过与大量观测数据的拟合，建立了各级公路在任何交通负荷条件下的车速-流量关系通用模型的函数表达式，提出了各级公路在不同设计车速下的实用模型参数．该模型成功地解决了高峰小时超饱和状态下的交通流速度预测问题，为公路网络规划类、终济分析类项目的开展提供了理论基础．     

V带传动可靠性优化设计方法研究

在V带传动传统设计的基础上，将V带传动相关设计参数均看作随机变量，以V带传动依概率不发生疲劳断裂和打滑作为主要的可靠性约束条件，建立了V带传动可靠性优化设计数学模型，并给出设计计算实例。与传统设计比较，本设计计算方法新颖、可靠、实用可行。     

再生冷却结构参数对煤油流动换热的影响及优化

为揭示冲压发动机燃烧室再生冷却结构参数对煤油流动换热的影响,实现对结构参数的优化,以单根再生冷却通道为研究对象,在通道总数一定的情况下,分别对RP-3航空煤油在不同内壁厚度、肋片厚度及高度的通道中流动换热进行了数值研究,发现薄内壁的通道冷却效果好,流动压力损失稍大;厚肋片的通道冷却效果好,但压力损失随肋片厚度的增大而急剧增大;随着高度增大,冷却效果变差,但流动压力损失急剧减小;3种结构参数对油温的影响都很小。分别对影响机理进行了理论分析,在此基础上,为得到一种对流换热效果尽可能好以及流动压力损失尽可能小的冷却通道,利用Workbench平台的目标驱动优化工具,采用遗传算法对冷却通道进行优化设计,经校验,优化后的通道满足设计目标。     

鼠笼弹性支承结构优化设计方法

支承刚度是影响转子系统动力学特性的重要参数之一,为了提高鼠笼弹性支承刚度设计的精确性,提出了一种鼠笼结构优化设计方法.结合鼠笼的加工装配条件、柔度条件以及疲劳应力条件,建立带有非线性约束的鼠笼结构优化数学模型,基于该模型运用有效集算法优化鼠笼的结构参数,根据优化结果建立鼠笼参数化有限元模型,采用遗传算法对结构做进一步优化.最后举例验证了该方法的有效性.结果表明:在满足非线性约束的条件下,优化结果与设计目标值误差在1％以内,该优化方法提高了鼠笼刚度的设计精度,明显减少了设计迭代次数,从而缩短了设计周期.