闭环结构的降维违约修正方法

为了解决工程问题中普遍存在的闭环结构动力学仿真约束违反问题,提出了降维违约修正方法.令闭环结构中两个体的一组运动参数为冗余变量,根据位移级、速度级、加速度级约束方程,将其由闭环中其他体的运动参数表示,从而使方程数与变量数相等,进而采用成熟的积分方法求得动力学方程的数值解.对含闭环结构的弹性绳多体系统和六体系统进行了动力学仿真.以拉格朗日建模方法和多体系统离散时间传递矩阵法的计算结果作为参考,通过与反馈控制法的比较,证明了降维违约修正方法的有效性.     

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.     

基于近似模型和模式搜索法的履带车辆多体动力学模型参数修正研究

履带车辆多体动力学模型仿真结果的准确度直接影响其动力学性能分析结果的可信性。为提高仿真结果的准确度,研究了多体动力学模型参数的修正方法。首先建立了履带车辆多体动力学模型,通过对比仿真结果与实车测试结果,初步验证了模型的可信性;并给出了参数修正目标函数的表达式。通过参数筛选确定了待修正模型参数。采用克里格插值法,构造了待修正参数与目标函数之间的近似模型;解决了修正效率低、计算量大的问题。针对修正问题的无约束性和非线性,采用模式搜索法进行参数修正的迭代计算。修正结果表明,动力学模型仿真结果的准确度得到了提高,证明了修正方法的有效性。     

多体系统动力学方程的反馈参数自适应约束违约稳定法

约束违约稳定法的反馈参数的正确选择,是影响其计算准确性和稳定性的重要因素之一.通过计算误差、位移约束违约程度和速度约束违约程度3项指标来综合选择反馈参数,提出了一种多体系统动力学方程的反馈参数自适应的约束违约稳定法.数值分析表明：该方法适用于定步长和变步长、显式和隐式算法,有利于减小数值误差的积累和数值解的漂移,执行简单、高效、易于嵌入已有算法,且无需依赖于特定的积分方法.     

非线性系统动力学微分代数方程约束违约的自动修正

运用最优控制思想,讨论了多体系统动力学ＤＡＥｓ数值计算方法,推出了约束违约误差可达计算机有效精度的Ｂａｕｍｇａｒｔｅ最佳违约修正系数。给出了具有高精度,高效率,强稳定性的非线性系统动力学约束约的自动修理方法,数值算例说明了该方法的有效性。     

计及参数不确定性的卫星太阳能帆板的柔性多体动力学研究

用固定界面子结构法进行柔性多体系统动力学建模,讨论了系统参数的不确定性问题,并采用Monte-Carlo方法进行随机参数建模.以国产某型号卫星为例,考虑四块帆板的柔性,对伸展机构进行了柔性多体动力学建模与仿真.得到了帆板的变形、大范围运动等动力学参量,为卫星帆板的设计提供了一定的理论依据.     

基于多体动力学的混凝土泵车臂架的运动分析

基于多体动力学理论和拉格朗日方程建立了四节臂混凝土泵车臂架的刚性运动微分方程.通过对泵车臂架运动微分方程的推导和数值求解,对各臂杆的转角和末端轨迹进行了分析.采用动力学仿真软件对混凝土泵车的臂架建立了刚性仿真模型,选取与数值求解相同的参数进行仿真,对比仿真结果和数值求解得到的轨迹,两种方法的结果基本一致.证明了采用多体动力学方法建立的混凝土泵车臂架的运动方程,可以准确地描述泵车的各项动力学特性.     

多变量自校正控制的任意维数输入输出

本文对具有任意维数输入输出的多变量系统,提出了在线修正加权多项式矩阵和输出最优预测两种最小方差自校正控制算法.这两种自校正算法中,参数辨识均采用隐式步骤,参数估计数目较少.控制器闭环稳定性分析表明所述算法能适用于非最小相位系统.仿真结果验证了此算法的有效性.     

作大范围运动弹性结构振动频率及模态的摄动解

根据参数摄动理论,建立了作大范围运动弹性结构特征频率与模态的摄动理论,推导了作大范围运动弹性结构的特征频率与模态的1阶、2阶摄动方程.以作大范围运动弹性梁为例,求解了作大范围转动弹性梁振动频率与模态的1阶、2阶摄动近似解,并与结构动力学意义下的频率与模态进行了比较.该方法解决了在柔性多体系统中大范围运动对柔性体变形运动的振动频率与模态的影响这类刚 柔耦合问题,同时为任意柔性多体系统刚 柔耦合动力学程式化建模提供了高效、精确的离散方法.     

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