机器人操作器的“数字—符号”实时动力学模型

为实时自动生成机器人操作器的“数字一符号”动力学模型,本文提出了满足预定相对误差的机器人动力学的近似模型及机器人动力学模型矩阵元素多项式最优计算的一个新算法,并在计算机辅助生成程序系统SRDM中实现了上述构想.     

机器人的操作器本体动力学模型及工件动力学模型

为解决机器人夹持不同工件引起工件运动学、动力学参数发生突然变化时,机器人动力学的“数字一符号”模型完全失效的严重问题,本文提出了机器人的操作器本体动力学模型和工件动力学模型.文中表明采用上述模型并选用端部执行器的局部坐标系作为参考坐标系,可大幅度降低机器人动力学模型的计算机辅助生成及求解的运算次数.     

三自由度柔性受限机器人的动力学建模

为了提高处于受限运动状态的柔性机器人的控制精度，研究了一类三自由度柔性受限机制人的动力学建模问题，将其抽象为一平面三连杆受限机器人系统，利用D^,Alembert-Lagrange原理得到了一组由机器人各关节转角和柔性连杆的振动方程表示的该机器人的动力学模型。该模型在形式上与传统的无约束刚性机器人的动力学模型非常相似，具有模型精确的特点，从而为有效地控制此类机器人系统的运动和位姿提供了理论依据。基于此动力学模型，采用MATLAB对该机器人系统进行计算机编程仿真计算。仿真计算结果表明，该机器人系统的模型是可行且有效的。     

未标定视觉伺服系统的动力学控制

针对具有动力学不确定性的未标定机器人视觉伺服系统,通过在机器人末端操作器上选取多个特征点,设计了一个基于机器人动力学的关节力矩控制器,使得特征点在图像平面上收敛到其期望值.首先,分别基于不含深度信息的图像雅可比矩阵和一组适当选取的机器人动力学参数,建立了摄像机和机器人动力学的线性参数模型.然后,在此基础上,进一步设计了摄像机和机器人动力学参数的在线自适应更新律,分析了系统的稳定性.最后,在一个三关节机械臂上进行了仿真实验,实验结果验证了该控制方案的良好控制效果.     

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。     

平面3-■RR和3-■RR柔性并联机器人弹性动力学分析

采用有限元法对柔性连杆进行离散,运用浮动坐标系、拉格朗日方程建立了平面3-RRR和3-PRR柔性并联机器人的弹性动力学模型,该模型考虑了关节、动平台的集中质量和集中转动惯量,以及刚体运动的科式力和离心力.基于所建立的弹性动力学模型,比较了两系统的动力学特性,包括系统的固有频率、动平台的弹性位移和弹性转角、各柔性连杆的最大应力.结果表明:在参数一致的情况下,平面3-RRR机器人的动力学性能优于3-PRR机器人.文中结论可为平面完全3自由度柔性并联机器人的选型提供理论依据.     

平面3-RRR和3-PRR柔性并联机器人弹性动力学分析

采用有限元法对柔性连杆进行离散,运用浮动坐标系、拉格朗日方程建立了平面3-RRR和3-PRR柔性并联机器人的弹性动力学模型,该模型考虑了关节、动平台的集中质量和集中转动惯量,以及刚体运动的科式力和离心力.基于所建立的弹性动力学模型,比较了两系统的动力学特性,包括系统的固有频率、动平台的弹性位移和弹性转角、各柔性连杆的最大应力.结果表明:在参数一致的情况下,平面3-RRR机器人的动力学性能优于3-PRR机器人.文中结论可为平面完全3自由度柔性并联机器人的选型提供理论依据.     

5 自由度机器人操作器运动学逆问题的解析解

为求解5自由度机器人操作器的运动学逆问题,本文提出了一个完整的简化求解方程组,并利用此方程组求得具有解析解的5自由度操作器的8类结构形式及具有球型手腕的6自由度操作器的运动学逆问题的解析解.     

直接驱动机器人关节弹性稳定性分析

针对直接驱动机器人的特殊性，用Lagrangian方法推导了考虑关节弹性的直接驱动机器人动力学模型，导出了其奇异摄动形式，并在此基础上对解耦后的系统研究了其快系统在开环条件下的稳定性。     

自由漂浮空间机器人动力学建模与仿真研究

空间机器人相比固定基座机器人,增加了6个自由度,且空间机器人的机械臂与基座之间存在动力学耦合问题。因此,其动力学建模较为复杂。针对自由漂浮空间机器人系统进行了运动学和动力学方程的推导,给出了动力学方程求解的详细算法,并采用Spacedyn工具箱对动力学模型进行了数值仿真。仿真结果表明建立的动力学模型可方便的进行自由漂浮空间机器人的运动分析。     

热泵换向阀动态特性研究与应用

根据热泵型空调器的换向机理,基于一定的简化条件,建立了换向阀换向过程动力学和气源力学模型,并开发了换向过程仿真程序,应用该模型及程序研究两种不同结构参数的往复式四通换向 阀的动态特征,得到了一些很有意义的结果,应用多普勒激光干涉系统对氮气系统换向阀的速度,加速度进行了检测,证明了在固定压力源下换向阀换向正常,应用一套制冷剂测试系统对实际热泵系统驱动换向阈运动的压力源进行检测,检测结果与本文所建模型的仿真结果吻合良好。     

应用多变量系统辨识建立浮选回路在线模型

浮选回路的在线模型是实现浮选回路计算机高级控制的基础.本文将多变量系统辨识理论和方法应用于浮选回路在线模型的建立,以带外生可观测干扰变量的多变量受控自回归滑动平均模型作为浮选回路在线时间序列模型的基本形式.在IBM-PC/XT微型机上建立了通用的多变量递推辨识程序包MVRIMPB,用以估计模型的阶和参数.最后用仿真方法考查了程序包的实用性.     

面向MCNP程序的三维模型前处理技术研究

提出了一种用于MCNP计算程序的三维模型前处理技术,并给出了CAD模型识别与简化、空腔生成以及CAD模型向半空间CSG模型转换等关键算法.设计并开发了用于MCNP计算程序的三维模型前处理系统,用于CAD模型至MCNP半空间CSG模型的快速转换.最后通过实例对软件系统进行了验证,结果表明文中所提出的方法能够快速实现复杂CAD模型至MCNP半空间CSG模型的转换,为MCNP计算程序提供了高效的三维模型处理系统,提高了MCNP程序输入文件的制作效率.      

内燃机多连杆机构的多体动力学分析

对提出的一种多连杆机构内燃机,采用Pro/E 3D软件进行实体建模,运用机械系统动态仿真程序ADAMS和有限元分析软件ANSYS相结合,分别采用柔性体和刚性体两种不同方法对主要杆件进行了多体动力学仿真与对比分析.结果表明,较之刚性体的分析方法,柔性体方法能够获得更准确的仿真分析结果,可以更精确地了解杆件在实际运动过程中的动力学参数和动态行为,从而获得更接近于实际的有限元分析受力边界条件,提高系统仿真精度.     

变压器全寿命周期成本的建模研究

基于全寿命周期成本管理理念,提出用于变压器全寿命周期成本估算及分析的静态成本模型及动态成本模型,其中静态成本计及一次投资成本和报废成本,动态成本考虑运行维护成本、损耗成本、环境成本、故障成本.在此基础上利用等年值法对变压器各阶段的成本模型进行换算,并对总模型进行敏感性分析,确定LCC最小的方案,以达到年综合费用最小.以可用系数为效能指标,采用基于相对价值分析的费用效益优化模型,用于构建全寿命周期成本评价体系.最后,以福建省某新建500 kV变电站变压器选型决策为实例,对变压器进行全寿命周期成本估算及评价分析,选出最优方案,检验所建立模型的有效性.     

行星齿轮装置轴系的扭转振动模型分析

行星轮机构几何运动关系较复杂，如何建立有效的动力学模型一直深得关注。剖 析了用于扭转振动的单惯量轴系模型和常规回转振动模型，推荐了作者所建立的两种 新模型──抽象平面杆系模型和等效轴系模型。通过分析比较，说明单惯量轴系模型 与常规回转模型均有一定的局限性。抽象平面杆系模型虽形式不直观，但可全面体现 行星齿轮装置内部的几何与动力学关系，并易于联接轴系；等效轴系模型经过了深入 地数学加工，是最具实用价值的扭转振动计算模型。     

A new algorithm for building the GSA-form

Gated Single Assignment (GSA) form is used to transform an imperative program into a form suitable for dataflow interpretation. We describe a GSA-formed Control Flow Graph (CFG) that contains gating functions and the information of switches. We also present an algorithm to transform an imperative program into a GSA-formed CFG. Transformation of an imperative program into a GSA-formed CFG provides the basis for generating dataflow graphs(DFG). By using GSA-formed CFG, we can transform an imperative program into a DFG more simply comparing with previous methods, and show an expectation of use with demand- and control-driven model. As we create an intermediate form which has essential information for translation, it will be used to do transformations for various kinds of dataflow models.     

基于RUP的列控系统车载人机界面仿真器的研究与实现

提出了一种新型的车载人机界面仿真器模型,论述了基于Rational统一过程对该模型进行需求分析、总体设计和详细设计的过程,并应用统一建模语言和Rational可视化建模工具对模型的各种静态和动态视图进行了设计,最后利用VisualC＋＋编程语言对所模拟的车载人机界面进行了实现,证明了该模型是适用于基于通信的列控系统的．     

混合动态子结构综合法在塔机动力学分析中的应用

提出了一种基于混合动态子结构综合法的塔机动力学分析模型,结合建筑施工现场的特点,获得塔机系统实测振动周期,判别远距离附着塔机使用的安全可靠性。该方法分别用传递矩阵法和柔度法建立塔身和塔顶系统子结构在起升平面内的振动数学模型。根据子结构结合界面的运动及动力协调条件建立塔机的频率方程,并首次应用于施工现场QTZ5013型塔机的动力学分析和附着装置及塔身的参数识别。结果表明,识别计算值与仪器测试结果接近。对柔性远距离附着塔机,采用引入动载系数对塔机作静力学验算的方法与工程实际存在较大误差。提出对这类塔机应进行附着装置刚度系数现场测试识别,以便及时采取应对措施,防止塔机倒塌事故的发生。     

液压大系统的性能参数法

本文针对液压大系统仿真与辨识的需要,提出并发展了一种性能参数建模法。该法使液压系统的数学模型建立在液压元件数学子模型的基础之上,根据拓扑结构在元件结点上建立系统模型相应的方程。与以往传统的显式状态空间表达式不同,该法采用隐式状态空间表达式。通过计算机仿真证明这种方法通用性强,运算速度快并开辟了静动态仿真合一的途径。从应用的角度看,该法面向用户,适用于大系统仿真。