基于速度椭球的3SPS-1PS并联髋关节试验机尺度综合分析

对一种用于评价人工髋关节材料的3SPS—1PS并联髋关节试验机的结构参数进行了尺度综合分析。将速度椭球概念应用到试验机尺度综合中,利用速度椭球特性,即在给定任务条件下,速度椭球的长轴长度越短,驱动器的驱动速度越低。速度椭球长轴长度等价于其雅克比矩阵最大奇异值,因此为了获得最小驱动速度,以雅克比矩阵的最大奇异值的最小值为尺度综合目标,对3SPS—1PS并联髋关节试验机进行了尺度综合,并利用尺度综合得到的参数对工作空间进行了仿真分析。结果表明,尺度综合后的试验机可达工作空间包含任务空间,满足实验要求。     

基于Kane方程的3SPS+1PS并联仿生髋关节试验机动力学研究

针对一种以空间对称3SPS+1PS并联机构为核心模块的髋关节试验机,为分析其动力学特性,基于凯恩方程法,从并联机构的运动学出发,建立了各主动支链与动平台中心点速度、加速度之间的关系。选取动平台中心点的速度和姿态角的导数为广义速率,得到了各构件的偏角速度、偏速度,考虑并联试验机的摩擦环节,建立了库伦摩擦模型;并通过得到的广义惯性力、广义主动力和广义摩擦力建立并联试验机的动力学模型。通过对动力学模型仿真得到主动支链的驱动力和驱动功率,并分析其动力学特性及摩擦力的影响。     

四维超混沌Lorenz系统的Hopf分岔

研究四维超混沌Lorenz系统的Hopf分岔问题,给出系统存在Hopf分岔的条件,利用规范型理论,进一步研究系统Hopf分岔点的数学特性,包括分岔周期解、分岔周期解的周期、分岔周期解的分岔方向和稳定性等的数学表达式.最后借助数值模拟证实理论分析的正确性.     

一种新四维超混沌系统的分岔分析及应用

构建了一种新四维超混沌系统,研究该系统的分岔现象,利用信源加密的方式将新系统应用于图像加密领域.分析新系统的动力学特性及稳定性,运用非线性动力学理论对其进行研究,并设计线性控制器对时滞分岔点进行控制.将新系统与混沌加密算法结合应用到图像加密上,与行列置换加密算法相比较,验证其加密性能.MATLAB软件仿真结果表明:新系统发生超临界Hopf分岔且在时滞分岔点附近表现出不同的稳定性,受控系统的Hopf分岔点由0.6739延迟至0.7229;超混沌加密算法比传统加密算法具有更强的安全性和抗攻击性.     

混沌系统混沌同步态的分岔行为

研究了耦合混沌系统中混沌同步态的分岔行为．随着振子数的增加分岔点将提前，在自治系统中混沌同步态比非自治系统有更强的稳定性。     

一个新超混沌Lorenz系统的Hopf分岔及电路实现

对Lorenz系统反馈控制并结合Lyapunov指数方法,提出一个新超混沌Lorenz系统.分析该系统平衡点的稳定性及Hopf分岔的存在性.利用第一Lyapunov系数法给出系统Hopf分岔周期解的稳定性条件.通过数值仿真验证理论分析的正确性,并构建该超混沌Lorenz系统的仿真电路,示波器显示出与数值仿真完全一致的混沌吸引子,从而验证电路设计的正确性和电路实现的可行性.     

一个二维离散超混沌系统的分析与控制

首先理论上分析了一个二维离散超混沌系统混沌吸引子的存在性.数值模拟得到系统随参数d变化的分岔图,Lyapunov指数谱及吸引子图像. 利用逃逸时间算法原理, 给出了二维离散系统的逃逸时间吸引盆算法和程序设计. 利用小波函数构成的非线性映射压缩法对系统的超混沌控制进行了研究, 并对该方法进行了改进, 得到了丰富的控制结果.     

一类三维混沌系统的音叉分岔分析

运用一维中心流形理论对一类新的类Chen混沌系统的音叉分岔进行了分析和研究,得到了一些分岔产生的条件.最后给出数值模拟,对文中结果进行验证.     

三八超混沌系统的时滞反馈控制

本文研究了时滞反馈控制的三八超混沌系统平衡点的Hopf分岔问题。首先分析了线性化系统特征方程纯虚根的存在性,然后讨论了平衡点发生Hopf分岔的横截性条件,给出了系统平衡点失稳发生Hopf分岔的时滞值,最后数值仿真证明了理论分析的正确性。     

一类超混沌Liu系统动力学分析

研究了一类四维超混沌Liu系统的基本动力学特性,求得了该系统的平衡点并分析了平衡点的稳定性,对平衡点进行了Hopf分岔分析,得出Hopf分岔的参数条件.运用范式的方法求得了系统发生Hopf分岔时极限环的方向和稳定性.对Liu系统进行的数值仿真结果验证了理论推导的正确性.     

基于一种半开式滑槽球副的3-PSP并联平台设计

提出在并联机构中应用一种1移动3转动半开式滑槽球副结构,该运动副将1个移动副和1个球副集成为一个复合的运动副,可以缩短并联机构中支链的尺寸链,有助于提高并联机构精度.基于半开式滑槽球副设计了一种3自由度(3-DOF)PSP三轴并联平台,通过对此机构进行的运动分析和支链的精度分析,导出各个支链的逆解方程,同时根据影响支链运动精度的各个因素给出支链系统误差的线性补偿方程,证明此并联机构具有易于控制、运动精度高的优势.     

3-3PS并联机构式双晶单色仪晶体箱调控装置

针对目前双晶单色仪晶体箱调控装置的缺陷,提出了一种新型晶体箱调控装置,该装置采用3-3PS并联机构实现对晶体箱的6自由度位姿调节。详细分析了3-3PS并联机构的机构模型、自由度计算、位置逆解以及位姿调节分辨率,并对3-3PS并联机构式晶体箱调控装置结构设计作了介绍。该装置应用于北京同步辐射装置扩展X射线吸收精细结构(EXAFS)光束线双晶单色仪中,位置精度优于0.05 mm,姿态调节精度优于10 arcsec。     

一种3-P(4U)并联机器人的运动学分析

分析了3—P(4U)这一新型并联机器人的结构特点及其能实现三维移动的机构学原理，推导了求解该机构的位置、速度、加速度的正、反解方程，并进行了数值验证，绘出了几种典型输入时动平台的运动特性曲线。     

2(3PUS+S)并联机构驱动部件振动模型分析

为了改善一种新型的2(3PUS+S)并联机构的驱动部件对整个并联机构运动稳定性的影响,对该并联机构的驱动部件振动模型进行了深入的分析。先通过混合法建立驱动部件的轴向振动模型和扭转振动模型,再通过拉格朗日方程法得到扭转和轴向振动模型的固有频率和振型,然后将数据导入MATLAB软件中进行编程计算、数值模拟仿真。结果表明:轴向振动固有频率随着滑块的位置升高而减少,对于扭转振动固有频率,低阶固有频率随着滑块的位置升高而增加,高阶固有频率则呈现和轴向振动固有频率相似的规律。可见通过对驱动部件振动模型的分析,对提高整个并联机构运动稳定性具有指导性意义。     

立面1R2T三自由度绳牵引并联机构的位姿运动学分析

给出所设计的立面1R2T三自由度绳牵引并联机构的模型;在该模型的竖直平面上对末端执行器进行了详尽的位姿运动学分析,提出了封闭矢量四边形法则在求解所有的不规则几何图形的位姿运动学逆解时都适用的观点.文中运用力矩平衡法确定其质心位置的方法;又根据封闭矢量四边形法则,建立了运动学位姿逆解模型,利用Moore-Penrose逆求解运动学位姿正解;最后在所规划的椭圆轨迹下,采用Simulink仿真软件进行了末端执行器的运动轨迹和绳长变化规律的仿真.研究表明:在所规划椭圆轨迹下,所有绳长的变化是连续的;位姿运动学正逆解相互验证表明所采用的算法是正确且通用的.     

并联机器人机床运动学正,逆解

基于一般ＳＴＥＷＡＲＴ机构研制的并联机器人机床是新一代智能化金属切削加工机床。然而，机床的运动学位置正、逆解呈强非线性，求解困难，出于机床精度的需要，本研究的模型样机在结构上采用了滚珠丝杠传动，因此又带来了关节运动耦合，导致机床运动学位置正、逆解求解更加复杂。利用运动学等效的原则，引入整机等效串联机构及分支等效串联机构，以等效广义坐标为中间变量建立机床运动学正、逆解求解迭代算法。仿真与控制实验表明     

一种1T2R并联动力头的运动学分析与优化设计

面向飞机等大型结构件高效加工的需求,提出了一种新型5坐标可重构作业单元执行机构(称之为1T2R并联动力头)的运动学分析与设计方法.首先,借助闭环矢量法构造该类3自由度并联动力头的位置逆解模型,推导量纲统一的速度雅可比矩阵.利用数值搜索法搜索该机构的可达空间,研究关键参数对工作空间的影响规律.然后,以动平台外接圆半径为参照归一化设计参数,利用量纲统一雅可比矩阵的条件数构造兼顾机构运动学性能平均水平与波动量的全域评价指标,将其作为目标函数.最后,依据工程需求及性能要求,结合工作空间分析,确定约束条件,利用灵敏度分析实现机构尺度参数的综合,并用MATLAB遗传算法工具箱予以验证.此研究成果可为该类1T2R并联动力头的详细机械设计奠定理论基础.     

利用吴方法求解3自由度并联机器人位置正解

首次利用吴方法求解一种典型的3自由度并联机器人的位置正解,将利用传统方法所得到的32次方程降为一个16次方程,提高了计算效率.在计算过程中,避免了增根的产生.得出对于这一类问题的普遍数学方法,为利用吴方法计算并联结构的正解提供了范例.     

并联三自由度机器人参数优化与运动仿真

采用无量纲参数方法,将三自由度并联机器人的几何参数无量纲化,对机器人机构的运动学进行了反解计算。在此基础上,采用搜索法对机器人机构的几何参数进行优化选择。应用MATLAB软件编程计算得出该机器人机构在不同位姿下各铰链的输入,并绘制出了并联三自由度机器人的运动仿真图。