基于零空间法的柔性多体系统动力学计算及仿真

为了实现柔性多体系统动力学的程式化建模及精确求解,利用自然坐标建立了柔性多体系统带拉格朗日乘子的动力学模型.将约束雅可比矩阵的正交补应用于该模型的处理过程中,通过零空间的正交基将模型转化为纯微分形式,并在时间域内进行离散,给出了数值解法和详细的仿真计算步骤,完成柔性重力摆的动力学建模与计算.仿真结果与运用传统方法所得的结果一致,验证了此建模及计算方法的正确性.针对在空间可展机构中广泛应用的柔性剪式机构,通过在Mathematica环境下编程,建立了动力学模型,并基于零空间法进行数值计算和仿真,得到柔性剪式机构在驱动力作用下的动力学响应曲线及横向振动引起的末端位置误差.     

并联机器人多柔体系统协同建模与动力学仿真

基于协同的思想,提出了一种对机构的多柔体动力学进行建模和仿真的方法.以多体系统动力学为基础,建立了柔性机构的空间动力学方程.利用多体动力学仿真软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS建立了3-TPT型并联机器人的多柔体动力学仿真模型,并对所建立的模型进行了动力学仿真研究.为了更加准确地说明分析结果,分别将刚性体和柔性体仿真结果进行对比,结果表明:由于杆件的柔性特点,其受力表现出了高度的非线性,这与实际相符.多柔体系统的仿真结果能更真实、准确地反映出并联机器人的实际运动特性,能够更准确地预测机构性能.这种方法为并联机器人的设计和优化提供了一种有效的分析方法.     

基于空间算子代数理论的多体系统 雅可比矩阵及其逆的描述与实现

雅可比矩阵及其逆在运动学和动力学方程的计算中有非常广泛的用途.使用空间算子代数理论来对雅可比矩阵及其逆的结构进行研究,形成了高效的速度和静力递推算法.随后对链式多体系统的D-H参数表达进行了进一步的研究,结合空间算子代数理论给出了雅可比矩阵及其逆的软件实现流程.最后,运用Matlab@符号计算库对雅可比矩阵及其逆的计算进行了实现,并通过与实际算例的对比验证了该方法的有效性.     

柔性多体机械臂动力学仿真

本文介绍基于Ｊｏｕｒｄａｉｎ变分原理的柔性多体机械臂动力学方程的单向递推组集方法，并根据该方法开发了柔性多体系统动力学仿真软件ＦＭＳ，文末对空间四连杆机械臂机器人操作手进行了动力学仿真．     

基于虚拟样机的液压支架运动仿真与分析

 运用三维建模软件Pro/E 对液压支架进行实体建模,并将其导入多体动力学软件ADAMS 中。运用ADAMS 软件对液压支架进行动力学仿真,获得了液压支架的动态特性。对液压支架升降过程中四连杆机构运动、顶梁端点的运动轨迹、顶梁位移与顶板力的关系等进行分析,验证了设计的合理性。通过模拟液压支架的整个运动过程,检验了液压支架动力学模型的性能。液压支架虚拟样机的建立可以缩短其设计周期并提高设计质量,有助于液压支架的优化设计。     

闭环双臂空间机器人的动力学建模与仿真

为了对闭环双臂空间机器人本体位姿进行实时定位跟踪,推导了基于旋量的递推牛顿-欧拉运动学方程,结合自由漂浮空间机器人的线动量和角动量守恒理论,建立了基于空间算子代数理论的自由漂浮双臂空间机器人闭环系统的动力学方程.使用序贯滤波和光滑化最优估计理论方法对广义质量矩阵进行了分解与求逆,实现了O(n)次高效率计算.在Mathe...     

基于粘结算法的电动汽车建模与仿真

为实现车辆动力学的高效精确求解,将多体动力学粘结算法引入动力学仿真求解过程中.通过对多刚体三摆机构及含有柔体部件的四杆机构进行拓扑解析、子系统分解与粘结,对粘结算法的理论与具体求解过程进行了系统说明;然后以某电动汽车为对象,运用粘结算法建立了包含前后悬架、车身及车轮在内的多体仿真模型,将整车系统分解为4个独立子系统;最后运用Matlab实现了整车的建模与仿真,结果验证了文中方法的可行性.     

基于多体系统传递矩阵的柴油机配气系统动力学分析

利用多体系统传递矩阵分析柴油机配气系统的动力学特性,推导基于多体系统传递矩阵的动力学模型建模过程,建立了配气系统基于多体系统传递矩阵的单质量和二质量动力学模型.为检验该方法建模的有效性,以某柴油机配气系统为例,将以新方法建立的多体系统传递矩阵模型与多刚体系统动力学模型、GTSUITE建立的多柔体动力学模型进行比较.实验表明,多体系统传递矩阵模型较多刚体系统动力学模型对于气门的升程曲线、丰满系数等参数的计算值误差更小,且求解更简便;较多柔体动力学模型建模更方便、快捷.     

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.     

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.     

基于广义装配的液压集成块设计过程建模

提出一种能提高液压集成块设计效率和质量的设计过程建模方法．在分析液压集成块设计过程中的主要设计活动和设计过程功能模型基础上,引入广义装配的概念,借助于计算机辅助设计软件的装配技术及装配部件间的关联关系,在装配模型中以部件或零件的形式描述产品的设计过程,包括设计活动、中间设计结果及最终设计结果,并构造了液压集成块设计的广义装配平台．在液压集成块快速设计原型软件系统上完成的设计实例表明,基于广义装配的液压集成块设计过程模型可完整记录设计过程信息,保证设计关联性,提高设计效率和设计变更的便捷性．     

基于神经网络的车用发动机广义预测控制

为了改善具有非线性特性的发动机燃油控制效果,以达到高效率、低污染的要求。利用一种前向神经网络作为非线性系统的模型,并将其分为线性部分和非线性部分。其中非线性部分用单隐层的BP神经网络对其建模,采用学习速度较快的Davidon最小二乘法在线调整网络权值;线性部分采用受控自回归积分滑动平均(CARIMA)模型作为其数学模型,用递推最小二乘法(RLS)作为其参数辨识的方法。每步将所得非线性系统的网络模型线性展开,得到线性回归模型,并以非线性前馈增益方式补偿建模误差,建立了一种适合非线性系统的自校正广义预测控制器。仿真结果表明该算法收敛速度快,控制动作平稳,控制效果理想。     

基于综合目标函数的神经网络多新息辨识算法

为提高动态神经网络学习算法的辨识精度及抗噪性能,提出一种基于综合目标函数的多新息辨识算法。该算法基于多新息理论在最小均方误差目标函数中引入一辅助项构造综合目标函数,利用该目标函数进行网络输出层权值的训练,并采用牛顿法推导出输出层权值的递推计算公式。与已有二阶学习算法相比,新算法鲁棒性强,收敛速度快,辨识精度高。仿真结果验证了算法的有效性。     

基于物联网的城市突发事件智能处理系统

为了解决目前城市存在的突发事件预警和处理不及时等问题,采用分析、建模和实践的方法,研究了基于物联网的信息监控、计算、预警及突发事件建模、智能建模组件、知识匹配组件结构,并应用物联网的云计算平台实现海量计算,基于SOA面向服务特性构建了基于SOA架构的Web服务响应调度应用层,构建了基于物联网和SOA的智能协同城市突发事件处理系统的体系架构.基于该架构实践验证了突发事件处理中的资源调配问题.该研究结论对城市突发事件的预警和处理具有一定的参考价值和指导意义.     

SOA敏捷架构的TOGAF层次化迭代建模

针对面向服务(SOA)敏捷架构演进周期短、业务与IT对齐要求高的特点,提出一套基于开放组架构框架(TOGAF)的层次化迭代建模方法:外层迭代通过敏捷演进闭环使得企业架构能够随架构愿景的调整敏捷地实施增量化更新;内层迭代通过三维迭代矩阵建立架构模型组在需求、语义、粒度3个方面的对齐机制。对内层迭代进一步探讨了基于BPM+SOA的业务架构、信息系统架构及技术架构模型组语义对齐建模方法与典型建模过程,为SOA敏捷架构提供了一种可迭代的、阶段化交付的、业务流程与信息系统对齐的实现方案。     

基于JAVA中间件的校园网格应用研究

为了解决校园网网格应用中的软件集成问题,提出了通过基于XML的Java中间件来实现校园网内部各部门间数据的转换与匹配。首先通过Java中间件对校园内旧有异构数据库中的数据进行XML文档化转换,然后给出一套基于开放源代码的MuleESB的J2EE架构以组建SOA的软件集成系统实用方法来最终实现校园网格的应用。文章最后通过一个应用实例对这一架构下的关键技术进行研究,并使用JMeter进行了性能测试,验证了本集成系统的有效性和优越性。     

数值模式匹配法中广义特征值问题A、B阵元素的递推算法

对于数值模式匹配法（ＮＭＭ）中广义特征值问题Ａ、Ｂ阵元素的计算问题提出了一种递推算法,将元素每个可能的表达式表示成一个已知函数不同阶次幂积分的求和式。利用该式可以由低到高速推求出该函数不同阶次幂的积分。这种方法计算量小,易于计算程序的实现和维护。     

质量时变系统的动载荷识别

研究质量时变系统的动态载荷识别技术,引入广义模态概念,在初瞬时的模态空间中利用模态叠加法得到部分解耦的动力学方程,结合考虑质量变化效应的虚拟变形法和Duhamel积分,构建反演动态力的2种分析途径.一种是基于加速度反演的连锁递推格式,另一种是基于位移和加速度反演的正则化求解格式.分析2个动载荷作用下的变质量多自由度系统,利用Euler中点辛差分方法求得系统的响应,将其叠加随机噪声以模拟测点响应,然后,应用2种模态力反求格式反演动载荷.研究结果表明,连锁递推格式计算效率高,但对加速度测量噪声敏感;正则化求解格式的稳健性较高.     

中厚板加热过程在线控制应用软件的开发

针对宝钢特殊钢事业部新建的国内首条合金板带热轧炉卷生产线热处理项目,采用Visual C++6.0,Siemens的WinCC 6.2和SQL Server 2005等开发了中厚板热处理加热过程在线控制应用软件.软件主要包括人机交互界面、过程计算模型、通信软件和实时数据管理系统,详细介绍了过程计算核心模型的建模原理.在线应用结果表明,该系统与基础自动化系统结合不仅降低了操作强度,而且大幅度提高了加热工艺的控制精度和钢板的加热质量.     

冗余度机器人机构动力学仿真的高效优化方法

本针对冗余度机器人机构满足最佳广义驱动力优化问题的动力学仿真方法进行研究。首先,引入广义杆及其质量特征量。将动力学方程中惯性系数矩阵和哥氏力离心力及重力项的计算转化为广义杆关节广义驱动力的计算;其次,引入ｌａｇｒａｎｇｉａｎ乘子,在动力学仿真算法中避免了矩阵的奇异值分解（ＳＶＤ）。本方法具有递推性强,计算效率高等特点,适合于冗余度机器人的实时控制。