平面柔性并联机器人系统建模与仿真研究

利用运动弹性动力学理论和有限元方法研究了平面柔性并联机器人的动力学建模方法。分析了各运动支链的弹性位移及其耦合关系,提出了柔性并联机器人系统的运动学约束条件和动力学约束条件,综合考虑了构件的分布质量、集中质量、集中转动惯量以及杆件的各种弹性变形的影响,建立了平面柔性并联机器人的动力学模型。以平面3-RRR柔性并联机器人为例,用MATLAB语言编程进行了仿真计算,并用SAMCEF软件的计算结果验证了模型的准确性。仿真结果表明该动力学模型能正确地反映柔性并联机器人的弹性振动特性,杆件的弹性变形对机器人动平台的位置误差和方向误差具有重要影响。     

平面柔性并联机器人系统建模与仿真研究

利用运动弹性动力学理论和有限元方法研究了平面柔性并联机器人的动力学建模方法.分析了各运动支链的弹性位移及其耦合关系,提出了柔性并联机器人系统的运动学约束条件和动力学约束条件,综合考虑了构件的分布质量、集中质量、集中转动惯量以及杆件的各种弹性变形的影响,建立了平面柔性并联机器人的动力学模型.以平面3-RRR柔性并联机器人为例,用MAlLAB语言编程进行了仿真计算,并用SAMCEF软件的计算结果验证了模型的准确性.仿真结果表明该动力学模型能正确地反映柔性并联机器人的弹性振动特性,杆件的弹性变形对机器人动平台的位置误差和方向误差具有重要影响.     

高压线巡检机器人动力学建模及分析

受导线柔性特性的影响,高压线巡检机器人与导线构成了非线性,强耦合的动力学系统.提出了一种双臂移动巡检机器人结构,并研究了该机器人与导线的建模方法.用Newton-Euler法建立了机器人的动力学子模型,机器人的基座设在导线上,并不固定.用有限元法建立了导线的子模型,并考虑了应力刚化效应.所建的机器人-导线系统模型体现了机器人与导线的动力学耦合关系.利用该模型进行了动力学和运动学仿真,分析了导线的振动和变形对机器人运动的影响.     

SAMCEF在柔性并联机器人建模与仿真分析中的应用研究

分析了SAMCEF软件的特点,建立了柔性并联机器人的虚拟仿真模型,并进行了仿真分析.介绍了SAMCEF软件的相关模块在柔性并联机器人虚拟仿真中的应用.利用API接口技术开发了自动计算机器人固有频率、系统任一点内力的程序,扩展了SAMCEF软件的功能和用途.以平面3-RRR柔性并联机器人为例,介绍了建模要点和仿真流程.仿真结果表明该模型能正确地反映柔性并联机器人的运动学、动力学特性,杆件的弹性变形对柔性并联机器人的运动学、动力学性能具有重要影响.     

大型空间可展开天线动力学建模及仿真

大型空间可展开天线柔性大、非线性强,为了对其展开过程实施有效控制,动力学建模是首先要解决的问题.提出了将天线作为铰接的柔性曲线梁系统,进行基于柔性多体动力学分析的建模,物理模型离散化采用有限元方法,利用Lagrange方程建立动力学模型,进行动态响应分析.仿真结果表明,采用该方法建立的大型空间可展开天线的模型,能够准确的反映柔性天线系统宏观的大范围刚体运动与微观的弹性变形及其耦合作用;指出了展开过程中对高频弹性振动进行控制的必要性.     

六面体柔性桁架多体结构动力学建模与仿真

基于Kane方法建立六面体柔性桁架多体结构动力学数学模型，得到了数值仿真计算结果，同时对所给模型用ANSYS软件进行了有限分析运算，并将两种结果和实验分析进行了比较，比较结果显示所建立动力学模型正确，可为空间柔性桁架振动控制研究提供依据。     

一种全向滚动球形机器人的动力学建模与仿真

设计了一种全向滚动球形机器人装置,对其在斜面上的动力学分析与仿真进行了研究。根据机器人所受的非完整约束,建立了其运动学模型。根据机器人的结构特征和Lagrange-Routh方程,建立了其动力学模型,给出了消去未知Lagrange乘子的方法。得到了该球形机器人的完整动力学模型。然后应用MATLAB中的SIMULINK工具和S函数,建立了描述该球形机器人完整动力学方程的仿真模型。结合运动实例进行了机器人的动力学分析和仿真,结果表明了动力学模型的正确性和分析方法的有效性。     

独轮车机器人的动力学建模与非线性控制

为了实现对于独轮车机器人非线性系统的姿态控制.以独轮车机器人车体的俯仰角度、横滚角度和航向角度作为广义坐标,基于拉格朗日定理提出了一种独轮车机器人的非线性动力学模型.并使用MIMO仿射非线性系统描述了该动力学模型.基于MIMO仿射非线性系统的精确线性化理论设计了独轮车机器人的控制算法,实现了对于输入的解耦.基于该动力学模型和控制算法搭建了仿真系统,仿真结果验证了动力学模型的正确性和反馈线性化控制算法的有效性.     

空间绳系机器人释放动力学与控制仿真研究

空间绳系机器人作为一种新型空间飞行器,为近距离目标捕获提供了一种全新的捕获方式。作为关键技术之一的空间绳系机器人释放动力学与控制目前尚未引起广泛关注。通过建立空间绳系机器人释放动力学模型,研究了绳系机器人稳定释放的控制技术。对非线性释放动力学模型全局反馈线性化,设计了绳系机器人释放的主动学习控制器,控制器根据规则在线学习自整定控制器参数,使绳系机器人沿切向稳定快速释放,解决了绳系机器人沿切向释放不稳定的问题。机器人作为一个独立的控制系统,可完成沿任意方向的释放。数字仿真验证了机器人能够满足释放过程中对主动控制律的要求,说明稳定释放控制策略的有效性。     

新型6-(P-2P-S)并联机器人逆动力学仿真分析

针对一种新型6-(P-2P-S)并联机器人,介绍了该并联机器人初始正交位姿部分运动解耦的结构特点,推导出广义速度和系统内各刚体运动速度的运动学传递关系.应用拉格朗日方法分别对运动平台、连杆和驱动杆进行动力学计算,建立了该并联机器人的动力学模型.该并联机器人动力学模型是一个多变量、变参数的非线性系统,完整编写了该动力学模型的仿真程序,进行了逆动力学仿真实例分析,研究了驱动力变化规律,验证了该机构部分运动解耦的结构特点,进而为该并联机器人的控制策略研究提供参考.     

航空客运舱位控制和超售综合动态建模研究

研究航空公司舱位控制和超售的综合动态建模问题,试图为航空公司实现订座实时控制提供方法和技术支持.首先根据几个假设条件将航班订座过程模拟成马尔可夫生灭过程,建立了航班单一舱位订座的动态规划模型.然后将这一模型推广应用到多等级舱位订座控制中,提出了并行控制和串行控制两种动态控制模型.最后通过实例分析详细讨论了模型的实际应用效果,以验证建立的模型的正确性和计算方法的有效性.     

排污申报控制方式的博弈分析

污染物排放总量控制是当前我国遏制环境污染的重要手段,其基础是初始排污权的合理分配,其中按比例分配法配合排污申报制度是管理部门目前采取的主要方法.该方法的采用带来了管理部门和企业之间在排污信息不对称情况下的动态博弈行为.在该博弈中,有两种控制方式可供管理部门选择,即控制排污削减总量和控制允许排污总量.Stackelberg模型是经典的完全信息动态博弈模型,基于该模型对两种控制方式下的博弈行为进行了建模和分析.以此为基础,侧重在政策的动态一致性方面,对两种控制方式进行了比较,结果是,在管理部门有信誉的情况下,前者一般不具有动态一致性,而后者总具有动态一致性,从而得出了后者优于前者的结论.     

Active disturbance rejection control on first-order plant

Conventional PI control encounters some problems when dealing with large lag process in the presence of parameter uncertainties.For the typical first-order process,an observerbased linear active disturbance rejection control(LADRC) scheme is presented to cope with the difficulties,and a reduced-order observer scheme is proposed further.Some quantitative dynamic results with regard to non-overshoot characteristics are obtained.Finally,the performance boundaries of LADRC and PI control are explicitly compared with each other,which shows that the former is more superior in most cases.     

基于Lanchester方程的作战混合动态系统最优控制

针对作战过程的混合动态特性, 利用Lanchester方程建立了一类作战混合动态系统模型, 在合理战术假设的基础上, 讨论了一类变招顺序固定的作战决策方最优控制问题. 利用动态规划原理给出了解决问题的基本框架与途径. 最后, 通过应用算例验证了所建立模型和所设计最优控制方案的可行性. 研究结果对作战指挥决策和对策的研究具有理论指导意义.     

科普教育及媒体报道对于不实信息传播的影响

本文研究突发事件发生后不实信息的传播与扩散问题,首先,基于系统动力学的思想,提出了不实信息的动态传播模型,刻画了科普教育以及媒体报道对于不实信息传播的影响,分析了模型的稳定性态. 为了克服静态决策的局限性,论文基于最优控制理论的方法,构建了社会效用最大化的控制模型,利用庞特里亚金最大值原理,进一步探讨得出了不实信息传播的动态最优控制策略. 最后,基于模型推导结论和数据模拟,说明了最优控制的优势所在,提出了在应急管理中不实信息的控制建议与思考,为应急管理奠定了理论基础和决策依据.     

用于仿真与控制的水泥回转窑动态模型

建立了一个用于仿真与控制的水泥回转窑动态数学模型.该动态模型基于回转窑内的物料和能量平衡,由一组非线性偏微分方程组成.在合理的假设条件下,该模型不但考虑了反应机理,而且降低了仿真计算的复杂性.首先,稳态仿真表明模型稳态行为与文献中给出的结果是一致的;在此基础上,对操纵变量加入扰动测试并对动态响应进行了分析,结果表明该模型动态性能良好,适合于回转窑的仿真、控制以及优化设计的研究之用.     

复杂动力系统初探

探讨传统动力系统与复杂系统之间的关系，并指出某些系统确实具有复杂系统的明显特征，首先研究切换系统，指出这种系统具有1＋1≠2的的特征，并进一步研究这种系统的一些特点，其次，考虑一类动力系统的演化模型，指出这种系统改变着自己的环境和形态，但某些性质不变，将其称为遗传性质，这是我们用严格数学理论与动力系统理论研究复杂系统的尝试。     

中高压液压缸实验台液压系统仿真及优化

针对目前液压缸实验台存在不足,把非对称阀控制非对称液压缸这一思想应用于系统设计中,建立了非功率回收方式的液压缸实验台。采用功率键合图法建立了该液压系统动态特性数学模型。利用变步长的Runge-Kutta法探讨了管径、负载等参数对液压系统动态特性的影响规律。通过Laplace-Itae建立了寻优准则,并利用ODE变换法对其仿真模型进行了参数优化。研究结果表明,把功率键合图法与ODE转换法结合起来对液压系统进行动态特性仿真,既能全面地包含系统中各元件的动态效应,又可以减少计算量和计算时间。     

水面舰船动力定位系统ESO输入饱和控制

为解决现实服役海洋环境下,模型参数未知的水面舰船动力定位系统的控制问题,考虑执行器输入有界、舰船运动状态信号难测量等工程因素的限制,提出一种动力定位的状态观测饱和控制算法。首先,对非线性扩张状态观测器(extended state observer, ESO)在含有未知饱和控制输入结构下的状态观测能力进行分析,在原有假设条件的基础上制定一条附加假设条件,并分析该观测系统的合理性。接下来,将非线性ESO的特例(即线性ESO)应用于对舰船运动状态变量的实时观测,设计自适应律对模型的阻尼项和执行器不确定增益进行在线估计,进而得到各个执行器可变螺距形式的控制输入,引入动态辅助系统处理执行器的输入饱和限制。仿真结果表明:相比于传统的动力定位系统控制策略,所提出的控制策略在保证高定位精度和合理收敛速度要求的同时,更符合工程实际。     

5连杆双足机器人建模和控制系统仿真

步行机器人作为一种载运工具适应地况能力强,结构复杂,运动控制难.实现类人型机器人动态行走,必须对机器人进行动力学建模、步态设计和稳定姿态控制算法设计.研究了一种5连杆双足机器人的动力学建模和控制系统仿真方法.建立两足步行机器人腿的可参数化仿真模型,对5平面双足机器人的运动情况和控制输入输出进行仿真,得出试验结果.并对影响步行机器人稳定性能的参数进行分析,为后面机器人样机的研制提供理论及数据依据.