机器人动力学建模

本运用Ｋａｎｅ方法，计入摩擦力和陀螺力的影响，建立通用的机器人动力学模型。该模型不仅具有Ｋａｎｅ方程的优点，而且兼有Ｌａｇｒａｎｇｅ方程的形式和Ｎｅｗｔｏｎ－Ｅｕｌｅｒ方程的递推性，它特别适用于数值计算，方程的自动生成和动力学特性分析。     

受控多体系统的力约束分析与实验研究

针对受控多体系统，提出力约束的概念、力学描述及其性质，通过引入偏（角）速度和广义力，以Ｋａｎｅ方程为基础，建立了具有力约束的受控多体系统动力学方程，并实现了动力学求解，以工业机器人为例，分析了系统在力约束下的动力学解算方法，并进行限实验验证。     

带不定乘子的Kane方程坐标缩减方法

本文讨论了带不定乘子的Ｋａｎｅ方程坐标缩减技术。利用Ｇａｕｓ主元消去法和Ｓｃｈｍｉｔ过程得到了与约束矩阵正交之转换矩阵，以达到消去广义约束力之目的。从而减少Ｋａｎｅ方程中的坐标数目，有利于提高方程运算效率和速度，给求解动力学方程带来方便     

多刚体系统嵌入随机线性非完整约束的Kane方程

用Ｋａｎｅ方法导出多刚体系统嵌入随机线性非完整约束的Ｋａｎｅ动力学方程。研究系统的随机响应及矩稳定性，举例说明结果的应用。     

能量形式的 Kane 方程

本文将作用于动力学系统的主动力分成有势力与非有势力，利用广义主动力和广义惯性力的势能和动能的能量函数、以及虚功原理，推导了能量形式的Ｋａｎｅ方程，从而证明了Ｋａｎｅ方程与ｌａｇｒａｎｇｅ方程的等价性     

多自由度船舶摇摆模拟台动力学分析的Kane方法

用Ｋａｎｅ方法建立了多自白度船舶摇摆模拟台的动力学方程，与牛顿—欧拉法相比，具有计算简便、省时的特点，便于模拟台的实际动力控制。文中还进行了动力仿真研究。     

用Kane方法进行二辊周期式冷轧管机的动力分析

利用Ｋａｎｅ方法对二辊周期式冷轧管机的机架运动装置进行了动力分析．用该方法推导动力学方程时不必象拉氏方程那样引入动力学函数．没有复杂繁琐的求导过程。而主要使用加法和乘法．从而明显简化了方程的推导过程．     

旋转梁的有限元动力学方程及其单元矩阵

基于Ｋａｎｅ式动力学方程,建立了旋转梁一般形式的有限元动力学方程,并在此基础上,推导了旋转梁的显式三维梁单元矩阵,最后用算例说明了公式的正确性。     

具有确定运动姿态的柔性体的动力学建模

将飞行器在空间的运动看作是已知的，分析了飞行器上的挠性构件对飞行器运动和姿态的影响，利用假设模态，将挠性构件的变形，看作是空间直角坐标轴方向的线元振动所构成的，根据动力学中的Ｋａｎｅ方法，建立了动力学方程，经简化，得到了带帆板结构的平面挠性体对飞行器运动影响的动力学方程．这种方程可通过计算机实现其数值解     

仿人操作手动力学模拟

本文主要讨论了仿人操作手动力学正问题的模拟,即给定操作手末端执行器的运动和位姿,求解各关节的广义力。机器人动力学模拟涉及到机器人的轨迹规划、运动学反解,以及动力学建模和求解问题。对于球腕结构的六自由度仿人操作手来说,本文提出了用系统分解法进行运动学反解,用凯恩方程建立机器人动力学模型。本方法解算简便,经略微修改可适用于一般关节型机器人动力学模型。     

考虑关节刚度机器人误差响应研究

用Kane方法建立了考虑关节处驱动电机与工作臂之间刚度和阻尼的3关节CP控制工业机器人关节误差响应方程。对不同关节运动规律配置时关节误差响应特性进行了研究,在此基础上提出了选择高速工业机器人关节运动规律的一般原则。     

横向通风隧道正常运营CO浓度限值计算

基于差分形式的用于计算一定环境CO浓度及暴露时间下人体血液中碳氧血红蛋白饱和度的Coburn-Forster-Kane方程(CFK方程),结合不同形式横向通风隧道CO浓度分布特性,拟合了适用于正常运营工况下CO浓度限值计算式,对于送风型半横向通风隧道给出事故通风CO浓度指示值计算式.计算结果显示全横向通风隧道与送风型半横向通风隧道可采用同一CO浓度限值,排风型半横向通风隧道可采用三倍该CO浓度作为限值.     

纵向通风隧道正常运营CO浓度限值计算

我国《公路隧道通风照明设计规范》与国外标准对隧道内CO浓度限值的设定在计算方法和取值上都存在差异.针对射流风机式及竖井送排与射流风机组合式纵向通风隧道CO浓度分布特性,基于差分形式的Coburn-Forster-Kane方程(CFK方程),拟合了两类典型纵向通风隧道正常运营CO浓度限值计算式.结果表明:尽管两类隧道具有不同的CO浓度分布特性,工程中可按相同的限值设计;对于长隧道,我国应设定更严格的限值标准.     

基于多体理论的虚拟血管缝合分析

针对传统主从式医疗机器人在客观爷件限制的情况下很难实现主从手之间的实时力反馈的问题，提出了通过虚拟现实技术实现虚拟力反馈以替代真实力反馈的方法．以“妙手”系统为研究对象，在建立显微外科手术血管缝合过程中缝合线力学模型的基础上，根据多体系统动力学理论，对由人、互感装置和虚拟环境组成的广义多体系统进行了动力学分析，由凯恩方程建立了该系统的动力学方程．通过主手的仿真数据与从手缝合过程检测数据对比分析可知，主手和从手有相同的运动特性、证明借助虚拟环境的力反馈作用，操作者通过主手可以真实地感受到从手的运动特性．     

计及环境特征的刚-柔机械臂动力学模型及其控制策略

为了实现柔性机械臂主动柔性控制，基于Kane方程推导建立在惯性参考坐标系中的刚-柔机械臂的非线性动力学模型，并利用假设模态的方法对方程进行离散．在对刚-柔机械臂进行主动柔顺控制时，柔性机械臂要受到未确定外部环境的约束，因此，建立了计及环境特征的一般柔性多体系统动力学模型以及计及环境特征的刚-柔机械臂动力学模型，并分析研究了刚-柔机械臂主动柔顺控制策略．     

基于旋量理论的上肢康复机器人Kane动力学方程

引入基于旋量理论的运动旋量、力旋量及偏速度旋量等概念,推导得出五自由度上肢康复机器人的Kane动力学方程.结果表明,采用旋量理论分析机器人更加简明有效,比建立局部坐标系的D-H法更简易.Kane方程的求解只需加、减、乘运算,与拉格朗日、牛顿-欧拉等非线性动力学方程相比,计算效率更高,更易于实现实时控制.通过仿真研究了机器人各关节从初始位形到准备位形的角位移、角速度、角加速度以及驱动力矩,验证了基于旋量理论的Kane方程的正确性和有效性.     

Kane方法中的递推算法

通过建立树形刚体系统的层次表示,推导出了用Kane方法建立该系统动力学方程中的递推计算公式,从而能有效地提高Kane方法的计算效率。     

建立吸附动力学方程的"多化一"方法

建立吸附动力学方程的关键是求出吸附动力学方程(如Elovich方程qt=A B lnt)中的参数A和B.该文提供了一种建立吸附动力学方程的新的"多化一"方法,即用作图软件GRAPHER对不同浓度时的数据进行拟合,求出各浓度时的吸附动力学方程中的参数A1,A2,A3,A4和B1,B2,B3,B4;再分别用这两组数据对浓度作图,求出用浓度表示的A和B,代入所选取的吸附动力学方程中即得最终所要建立的吸附动力学方程.以某放射性废物处置预选场址土壤对锶的吸附动力学方程的建立为例,与常用的最小二乘法比较可见,该方法更简单易行,准确度也较高.     

并联机器人动力学的子结构Kane方法

基于Kane方法,提出了一种适合建立并联机器人动力学方程的子结构Kane方法。该方法将并联机器人的各个杆件看作是独立的子结构,针对每个子结构建立各自的动力学方程,根据子结构之间的约束关系构成系统的约束动力学方程,最后运用正交补法或SVD奇异值分解法消去子结构之间的约束,形成系统的动力学表达式。以Stewart平台机械手为例,说明了该方法的建模过程。与Newton-Euler方法、Lagrange方法及传统的Kane方法相比,整个推导过程简单明了,最终构成的系统动力学方程非常简洁,计算效率高,适于并行计算。