利用结构等效转换的空间可展机构装配误差建模与灵敏度分析

为解决空间可展机构装配过程中无法对杆件进行精准定量调整的难题,针对杆件耦合与环约束复杂等特点,提出了一种空间可展机构装配误差建模与灵敏度分析的方法。首先,通过结构等效转换将空间可展机构分为两部分,并分别基于闭环矢量与虚位移法,推导出上述两部分的几何精度模型,然后利用线性叠加,建立了空间可展机构整体装配误差模型。在此基础上,运用偏微分法完成了空间可展机构误差灵敏度分析,实现了关键误差源识别。最后,以星载SAR卫星天线空间可展机构为数值算例进行了计算,结果表明:在杆长误差和铰链安装位置误差范围相同的情况下,单独调整支撑杆件能更好地满足装配精度要求,且星体连接杆尺寸误差对天线面板指向精度的影响尤为显著。     

基于杆组理论的连杆机构运动精度及运动仿真研究

为获得考虑杆长误差的连杆机构运动规律 ,根据阿苏尔机构组成原理 ,推导出运动误差计算公式 ,运用VB6 .0开发工具和面向对象技术 ,开发成功计算机软件 ,实现了多杆机构运动仿真和误差分析的可视化     

一种新型并联机构运动可靠性灵敏度分析

运动可靠性是机构动态运动精度的反映,是评价机构质量的重要指标。以往并联机构运动精度分析中,往往忽略输入误差的随机性,造成评价结果不准确。首先基于位置反解和一阶泰勒展开,建立了一种新型并联机构静态位置误差模型。应用误差模型,考虑各个原始输入误差的随机性,推导了机构运动可靠性数学模型,给出了评价机构运动可靠性高低的量度和计算方法。应用解析法灵敏度分析,定量地考察了各个原始误差对机构运动可靠性的影响,给出了求解机构任意点位置误差落入许用精度范围内的可靠度对21个原始误差源的敏感程度的计算方法。运动可靠性灵敏度分析是机构优化设计和精度综合的基础。     

空间四杆机构位置、速度和加速度误差分析的复数向量法

机构的误差分析在较精确的运动传递中具有普遍意义,本文以空间RSSR四杆机构为例,用复数向量法分析了杆件尺寸误差对输出杆件的位置、速度(角速度)和加速度(角加速度)误差的影响。     

含间隙四连杆机构运动误差的Monte Carlo模拟

为了研究间隙和杆长误差所引起的机构运动误差的随机性问题,采用基于碰撞铰模型的含间隙铰四连杆机构动力学方程对机构输出运动特性进行模拟。针对杆长误差和铰间隙误差影响,利用Monte Carlo方法对含间隙机构运动进行了概率分析。仿真研究了间隙内碰撞和杆长误差对机构输出运动的影响。结果表明:铰间隙误差对机构运动输出的影响与机构运动过程有关,铰间隙的存在使机构运动输出均值和方差曲线产生偏移。对含间隙机构的运动概率分析,有助于提高机构运动精度和控制机构运动误差。     

微步进工作台主框架的制造误差分析

分析一种运动解耦的大变形柔性铰链机构的制造误差,通过建立主框架的矢量方程组模型分析制造误差对机构输出角的影响.计算机仿真结果表明,该机构中不同杆件的制造误差对输出误差影响有较大差异,杆件1、3的制造误差对结构运动精度影响较大,而且当输入角变化时杆件1、3的制造误差对输出角影响的非线性程度加强,而杆件6对机构输出精度的影响较小.从而确定出微步进工作台机构制造误差的分配原则.     

OFDM软件无线电接收机的采样时钟同步

针对正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)采样时钟同步问题,提出了一种适合于软件无线电(Software-.Defined Radio,SDR)接收机的全数字实现方案.该方案的整体结构基于经典的Gardner环路,借助联合迭代估计算法来进行误差的动态跟踪,并通过对接收信号进行异步重采样来实现采样时钟误差的实时校正.误差检测环节不仅能消除载波频率误差的影响,还可以在维持环路的响应速度的同时提高误差检测的精度.误差校正环节利用一种简单的动态延迟技术来对信号重采样进行直接控制,尽管增加了一些处理延迟,但能使重采样过程平稳进行.理论分析和仿真结果表明,新的采样时钟同步方案在多径信道环境中能有效工作,算法的性能优于其他同类算法.     

高精度压力机连杆机构的误差分析及精度综合

高精度成形装备的研发是我国发展近净成形技术的关键之一.研发并联驱动多连杆压力机是高精度压力机发展的主要方向,如何确定影响其运动输出精度的关键误差因素,进而经济合理地分配各零部件的精度参数,是目前高精度压力机设计所必须要考虑的.在总结分析已有研究的基础上,提出以滑块运动输出位置误差和角度误差两个指标来表征压力机运动输出精度,并基于环路增量法建立了并联多连杆压力机误差传递模型;通过灵敏度分析,确定了影响该类伺服压力机输出精度的关键误差因素,并提出考虑制造成本和输出可靠度的精度综合方法;对■_aR型伺服压力机进行了案例研究,并采用Monte Carlo法进行了验证.结果表明,所提出方法能够有效识别出影响压力机输出精度的关键误差因素,合理调整这些因素的公差值能够使机构输出可靠度满足设计要求.     

平面3自由度并联机构动力学最优控制

目的以提高平面3自由度并联机构运动精度为目标,提出最优控制的策略。方法在状态空间构造量化机构误差性能的二次型指标,兼顾系统响应与控制能量两个方面,实现了机构误差性能最优控制,将问题归结为求解微分方程两点边值问题。结果仿真结果表明,在动力学参数发生微小变化时,机构实际运动对目标的轨迹误差最大值仅为0.02mm,速度误差量值更小。结论对并联机构进行动力学最优控制,可以有效地抑制结构参数和系统扰动引起的运动误差,且方法很容易推广到最优时间控制和最短作业路径控制问题中。     

精密并联机器人系统误差的分析与补偿

为减小机构末端定位误差,提高精密并联机器人运动精度,以6-HTRT并联机构为结构模型,分析了机构的各种制造误差。首先在机构上开发了一种新型虎克铰链,同时采用了预紧装置;然后在控制系统中引入DSP高性能数据处理器;最后,用矢量构造的方法计算机构速度Jacobian矩阵,用数值法计算位置正解,用构造法计算误差Jacobian矩阵,对机构末端误差进行补偿。通过以上措施,可以使系统的精度提高到机构重复运动精度的3倍左右,满足精密并联机器人工作的精度要求。其中,软件误差补偿算法不受并联机构类型的限制,有较大的适用范围。     

A novel symmetrical 3-DOF PKM and its performance comparison with 3-PRS PKM

A novel symmetrical 3-degree-of-freedom ( DOF ) parallel kinematic manipulator ( PKM ) is firstly presented, which is named 3-P ( Qu) RU.According to the structure feature, a double closed loop vector method is proposed to investigate this PKM.Based on this method, kinematic, velocity and error models of this manipulator are established respectively.Since3-PRS PKM has been applied successfully in practice and its structure is similar to the 3-P ( Qu) RU PKM, corresponding models of a 3-PRS PKM are given and a performance comparison study between them is investigated on workspace, manipulator dexterity, position error and error sensitivity.The comparison results reveal that the 3-P ( Qu) RU PKM has the advantage on velocity performance and the disadvantage on ac-curacy performance.This novel 3-P ( Qu) RU PKM is an available selection for a tool head of a hy-brid machine tool and the analysis is greatly helpful for the further applications of this manipulator.     

两自由度绳牵引并联机构

对两自由度绳牵引并联机构作系统研究，进行运动学、静力学和动力学的分析．设计出控制系统，并在Simulink下完成系统仿真．提出求运动学正解的新算法，可以显著减小系统误差；抽出新的拉力分布方法并利用绳牵引并联机构的拉力应满足的条件。建立一个线性规划的标准模型．用单纯形法可以方便地求出绳的拉力．并确保满足绳拉力大于零的条件，且拉力的分布更加合理．仿真结果验证以上算法的正确性．     

六自由度冗余度磨削机器人的运动仿真

应用等效运动模型法建立了六自由度串并联复合驱动型冗余度磨削机器人的运动方程，开发了运动仿真软件，分析了机器人的加工空间，给出了仿真软件的应用方法和实例。仿真结果表明，与其本体结构相比，该机器人具有较大加工空间。所开发的仿真软件是机器人设计、分析、编程及控制的重要基础模块。     

基于优化最小二乘支持向量机的数控机床热误差建模分析

数控机床热误差是降低加工精度的主要因素之一.针对热误差建模问题, 结合布谷鸟算法的随机莱维飞行机制和最小二乘支持向量机结构风险最小化与线性规划等优点, 提出基于布谷鸟算法优化最小二乘支持向量机的热误差建模方法.在最小二乘支持向量机将低维非线性问题转化为高维线性问题时, 构建了混合核函数.同时,采用布谷鸟算法对最小二乘支持向量机惩罚因子γ、核宽度参数σ和混合核权值λ进行了优化.以GMC2000A机床为实验对象, 分别对热误差数据进行了聚类分析和建模分析.通过误差预测对比分析得出结论, 基于布谷鸟算法优化混合核最小二乘支持向量机建立的误差模型取得了良好的预测效果, 且明显优于BP神经网络模型和未优化的最小二乘支持向量机模型的预测效果.     

Error analysis and distribution of the driving mechanism for large spherical radio telescope active reflector

In order to reduce the cost, 3-PRS mechanism is introduced into the application of supporting the active reflector unit of large radio telescope. The kinematic model of 3-PRS mechanism with rotational joint errors is derived to solve the error problem in actual engineering application. Then based on the error model, inverse and forward kinematics are analyzed. Because the solutions can not be analytically expressed, a numerical method is applied. Afterwards, the parasitic motion errors are analyzed using search method and empirical formulas of the maximum parasitic motion error are put forward. Finally, the tolerance is distributed using empirical formulas to avoid interference between adjacent reflector units. The analyses provide a theoretical basis for the design and installation of large radio telescope active reflector.     

确定空间连杆机构运动误差的微分算子矩阵法

根据矩阵闭环方程和误差分析理论,提出了计算空间连杆机构运动误差的微分算子矩阵法。灵活应用该文导出的微分算子矩阵和有关公式,可以得到简洁的矩阵形式的误差计算公式。该文方法特别适用于只含Ｒ、Ｐ、Ｃ、Ｈ运动副的空间连杆机构。更有意义的是所有公式的数值计算均可由计算机自动完成,从而为编制这类机构运动误差分析的通用程序奠定了理论基础     

含运动副间隙平面机构位姿误差分析

将误差分析理论、优化技术与虚位移原理相结合,讨论了含运动副间隙平面机构的位姿误差,提出了一种机构位姿误差数值计算方法.利用虚位移原理,讨论了平面机构原始误差与输出端位姿误差间的映射关系;建立了平面机构中常见原始误差的数学模型,推导出平面机构输出端位姿误差表达式.根据优化思想,进一步探讨了输出端位姿误差的极值表达式.在已知各构件原始误差的情况下,通过计算机程序可以迅速得到含间隙的平面机构输出端的位姿误差.与其他同类方法相比,这种方法概念清晰,无需施加特定的外力,通用性强.     

基于时变特性的数控机床综合误差建模方法

 以立式B-A 摆头五轴数控机床为例,根据机床误差元素的时变特性,研究一种能够反映静、动态综合误差的数控机床误差建模方法。将动态误差表达为与运动单元速度、加速度相关的傅里叶级数形式,并与静态误差结合,将运动副误差元素表达为静态误差矩阵与动态误差矩阵的复合形式,利用多体系统理论构建了静、动态误差与刀具轨迹误差的映射关系模型。理论分析表明,基于时变特性的综合误差建模方法考虑了运动学、动力学两方面的影响因素,可以更准确地反映机床高速、高精加工过程产生的实际误差,从而为数控机床的误差补偿及控制参数整定奠定一定的理论基础。     

测量线性工作台滚转角误差的多探头法

针对线性工作台运动过程中的滚转角误差,提出一种多探头测量方法．与传统的用2个位移传感器和1个具有高平面度的感应物测量滚转角误差的方法相比,所提出的方法利用4个位移传感器,无需高平面度的感应物,更容易实现测量．分析了各项几何误差对传感器读数的影响,利用顺序两点法采集传感器信号．根据传感器融合技术,得到滚转角误差的差分表达式;对测量系统进行了灵敏度和仿真分析．仿真和实验结果表明了该测量方法的可行性．     

基于集合理论的并联机构精度分析方法

针对并联机构的精度分析中已知误差源误差变化范围(误差空间)的情况,提出一种基于集合理论的分析方法。该方法以矢量集合的形式来表示误差空间,并定义出矢量集合的加法,根据这种矢量集合的加运算,由误差源的误差空间得到机构终端的误差空间,从而把传统的精度分析中由矢量到矢量的计算模式变为矢量集合到矢量集合的计算模式,很好地解决了误差空间的分析传递问题。该方法计算量小,形象直观,可深入反映并联机构误差传递的特点,为分析机构中公差、随机误差、铰链间隙等对终端精度的影响提供了新的工具。以S tew art平台的精度分析为实例进行了仿真实验,通过矢量集合的加运算确定出终端误差空间和误差极值。结果表明:与传统的分析方法相比,该方法结果更加准确,计算效率大大提高。