DNA弹性杆模型数值仿真和图形处理的四元数方法

超细长弹性杆动力学模型在DNA分子结构模型的平衡、稳定性等问题的研究中有重要的应用。为了便于其数值仿真、图形后处理以及研究表面接触等问题的处理，需要建立弹性杆的表面模型。利用Kirchhoff弹性杆模型的动力学比拟技巧，建立了由四元数的描述超细长弹性杆曲面的常微分，积分方程组，利用Adames方法和递推方法设计了方程的数值解法，并蛤出了超细长弹性杆的数值仿真和图形处理的计算实例。     

基于神经网络的弹性连杆机构广义刚度可靠性仿真

将弹性连杆机构的杆长、截面尺寸均视为随机变量，并考虑机构安全的极限状态的模糊性，建立了弹性连杆机构广义刚度可靠性分析模型．针对进行可靠性数值模拟时求解机构动力响应过程的复杂性和耗时性，构建了基于BP网络的动力响应分析模型．从而可以明显减少可靠性仿真时求解动力响应的时间开支，提高仿真效率。最后，通过仿真实例验证了方法的可行性和有效性。     

基于Kane法的五杆式人机合作机器人动力学分析及仿真

人机合作机器人(Cobot)是一种新型的机器人,它可以和操作者在同一作业空间内直接协同作业.以Kane方法和五杆Cobot的运动学为基础,以机座关节所连的两个运动杆件的角速度作为广义速率,推导出各杆质心的偏速度和各杆的偏角速度,进而推导出五杆Cobot自由模式和约束模式时的动力学方程.利用MATLAB进行了数值仿真,仿真结果表明,该机器人具有被动和约束的特点.该动力学方程可以应用于Cobot的控制特性分析、仿真等方面.     

不确定广义系统的弹性保性能控制

将弹性控制器的设计思想引入到一类不确定广义系统中,利用线性矩阵不等式(LMI)方法,研究被控对象与控制器同时存在摄动的弹性保性能控制问题。针对控制器存在加法式摄动情形,以线性矩阵不等式约束条件给出了广义系统弹性保性能的充要条件,并以线性矩阵不等式的可行解给出了相应的控制器设计方法,通过求解具有线性矩阵不等式约束的凸优化问题,给出了性能上界最小意义下弹性控制器的设计。数值仿真表明了该设计方法的可行性。     

基于开关执行器的空间飞行器大角度姿态控制

针对空间飞行器姿态控制系统采用开关式姿控发动机的特点，研究了空间飞行器大角度机动三通道耦合姿态控制问题。为克服大角度机动时使用欧拉角可能产生的奇异问题，采用四元数描述的空间飞行器姿态运动数学模型，应用Lyapunov方法设计了控制量受限情况下的基于误差四元数的大角度姿态运动变结构控制器，并给出了严格的数学证明。为了避免控制律中的颤动问题，用边界层来代替控制律中符号函数。给出了从一种静态到另外一种静态的姿态跟踪四元数指令确定方法。数值仿真结果说明了所提出的控制器的有效性。     

柔性制造仿真系统中机器三维可视化建模

采用面向对象的分析方法，针对制造系统虚拟仿真动态建模的实际需求，通过对三维可视化仿真建模技术的研究。提出了柔性制造系统中机器仿真建模的三个层次。即几何建模，运动建模和仿真建模，并重点描述了机器几何模型中节点的层次结构和运动模型的动画实现方法等关键技术，最后给出了机器仿真模型在离散事件仿真中的基本处理算法。     

人舌运动与嘴部表情的多线谱仿真

描述了一种人舌运动与嘴部表情仿真的方法.该方法基于以人舌及嘴部的解剖结构和肌肉控制原理建立的3D模型,用一组表示肌肉收缩量随时间变化而波动的多线谱曲线驱动模型,得到舌体运动及一些舌部参与的嘴部表情.给出了一些微机模拟驱动的实例,结果表明,所描述方法简洁,所用数据量小,易于模型驱动,能较好模拟人舌运动及嘴部表情.     

轮式移动2杆刚-柔性机械手逆动力学仿真

针对轮式2杆刚-柔平面移动机械手逆动力学问题进行了系统研究。采用Pin-free边界条件,对机械手柔性构件进行了离散,采用有限元法分别构建了该移动机械手系统的完整正、逆动力学模型。在频域下,求解了系统驱动力(矩)和弹性构型变量,并在时域内对驱动力矩进行了修正,并对修正力矩和构型变量进行了累计误差分析。为了验证建模方法的有效,进行了大量数值仿真工作,仿真结果显示了其有效性和可行性。     

喷射系统的流场数值仿真

本文采用N—S流体力学方程描述喷射系统内部流体运动的状况,用罚函数有限元法进行数值仿真,得到速度矢量及流线分布图,模拟流体运动的规律。文中依据Prandtl理论导出半空间自由射流速度反射流束宽度算式,通过实验修正自由射流的宽度。     

列车运行动态仿真研究

针对列车在轨道线路上运行是一个动力学过程,本文研究了列车动力学的计算机仿真。扩展过去的数值仿真模式,从集成综合仿真的角度,建立了数值、几何简化模型和运动模拟相结合的直观仿真方法,给出了数学、列车几何模型和线路等相关模型的建立方法和相互之间的数据协调方式,并对列车的基于图象帧的动态仿真理论进行了深入的研究,形成了列车动力学综合仿真集成软件,在使用过程中得到了良好的评价。