多刚体系统

摘要： 以某带空冷、静压泵装置双子系统的典型内燃电传动车组动力包为研究对象,分别考虑构架刚性和柔性建立动力学模型,研究中间构架柔性对带双子系统的双层隔振系统模态特性和谐响应的影响。研究表明:构架柔性对机组整机振动能量的影响很小,最大仅有0.58%;考虑构架柔性后,构架上的振动响应在整个频段上仍是以刚体振动模态响应为基础,对于构架结构振动响应的影响表现为在(20~40)Hz两条振动响应曲线相互交错;在40Hz以上,构架结构振动响应表现为在刚体振动模态响应曲线基础上的叠加。

摘要： 针对导弹发射装置动力学建模困难的问题,本文采用多体系统分析的方法,建立发射装置结构拓扑图和元件间传递方程,以推导系统的总传递方程。为研究初始扰动因素对导弹发射精度的影响,本文利用多体系统传递矩阵法和刚柔耦合理论,对发射模型进行动力学分析,并利用机械系统动力学自动分析和Creo设计了多刚体和刚柔耦合仿真系统。结果表明:刚柔耦合系统具有吸收振动的功能;导弹的发射间隔越大、闭锁力越小,导弹的初始扰动越小,发射精度越高;添加燃气流力的模型更能准确地反映导弹实际发射过程。

摘要： 以多刚体系统运动学为基础,建立地下铲运机工作装置正转六连杆机构运动学方程,推导出基于矩阵的工作装置速度、加速度等数学模型;在此基础上,确定铲斗斗尖与动臂油缸和转斗油缸行程间的数学关系式.之后对铲斗斗刃运动轨迹方程进行分解换算,并与实车铲装轨迹数据对比,验证铲斗斗刃位置与两油缸行程间函数关系的正确性.研究结果可为铲装曲线的设计提供数学依据,并为其运动学仿真奠定基础.

摘要： 在空间机器人系统应用于在轨服务、目标捕获的研究中,多自由度机械臂的动力学动特性分析是其主要困难.针对该问题,可运用D-H参数,构建坐标系统和矢量关系,搭建动力学数学模型,进行多刚体系统运动学和动力学建模的仿真研究分析,并运用SimMechanics做运动学等效和各关节的点到点的位姿解算,及动力学模拟,结合ADAMS做联合仿真对比分析.根据仿真结果,实时解算机械臂各关节以及末端抓捕工具的位姿,并做轨迹规划,以验证真实空间机械臂操作的仿真程度,更好地服务于半物理实验平台.

摘要： Based on multi-rigid-body dynamics with consideration of the K&C characteristics of suspension, a 26-DOF nonlinear dynamics model for three-axle heavy truck with dual tires in middle and rear axles is established by applying D'Alemberts principle. By using iteration algorithm for solving differential equations, a program of three-axle vehicle simulation system is developed with Matlab, and a comparative simulation is conducted on the model built and Adams and TruckSim models. The results show that the simulation system of three-axle vehicle es-tablished based on dynamic model has higher arithmetic speed while ensuring high accuracy, not only enhancing the development efficiency and reducing the development risk of three-axle vehicle, but also providing references for the dynamics software development of three-axle vehicles.%以多刚体系统动力学为基础,考虑悬架K&C特性,应用达朗贝尔惯性力原理,建立中后桥双胎三轴重型载货汽车26自由度非线性动力学模型.采用迭代算法求解微分方程,利用Matlab编制了三轴汽车仿真系统的程序,并基于样车数据与Adams和TruckSim进行对比仿真.结果表明,在Matlab中创建的基于动力学模型的三轴汽车仿真系统,在保证高仿真精度的同时,也具有较高的运算速度,不仅能提高三轴汽车的研发效率,减少开发风险,且对于三轴汽车动力学软件的开发具有一定的借鉴意义.

摘要： 为了建立仿真精度高且计算效率快的车辆动力学模型,将车辆简化为一个多刚体系统,通过建立4组不同的坐标系将各刚体之间的相互运动关系参数化,采用单位矢量法定义车轮姿态并根据MF轮胎模型计算轮胎6个分力,通过对车身和悬架系统进行力学及运动学分析建立基于悬架KC特性的车辆14自由度参数化仿真模型,利用欧拉法对微分方程进行数值计算并与试验数据及ADAMS进行对比.结果表明,基于悬架KC特性建立的参数化车辆动力学模型具有较高的仿真精度与计算速度,能够为汽车底盘性能的开发与优化提供指导.

摘要： 在船舶制造过程中,分段吊装运输过程直接影响船体大合拢等阶段生产进度和质量,也是比较容易发生安全生产事故的工序.建立船舶分段搬运及吊装过程的多刚体动力学模型,对其进行动力学仿真,并通过算例验证该方法可以利用计算机模拟规划吊运方案、校验吊运过程,提高实际吊装过程中的安全性和操作效率.

摘要： 针对海上补给装备研制过程中尚无高架索模型可以使用的现状,将多体动力学理论引入高架索建模中,研究了绳索多刚体动力学模型、刚柔混合体动力学模型和多柔体动力学模型的建立方法.将3种绳索模型依次用来模拟高架索,并利用ADAMS软件对海上横向干货补给过程进行仿真计算.计算结果表明:3种高架索模型的速度、受力、角速度、转矩的变化趋势与高架索实际力学特性基本一致,绳索多体动力学模型可以模拟海上补给高架索;绳索多柔体动力学模型较其他两种绳索多体动力学模型更能反映出高架索的全部动力学特性.

摘要： 多级油缸运行过程中,通过各级活塞杆之间的碰撞进行限位,所以研究含多级液压缸的起竖系统,必须考虑多刚体系统的碰撞问题.在阅读大量文献和熟悉多种软件的基础上,结合实际仿真经验总结了几种建立碰撞模型的方法.以经典线性弹簧一阻尼力碰撞模型为基础,分析了多种碰撞模型,并对各个模型的优缺点进行了比较,对于研究多级缸的碰撞具有指导意义.

摘要： 本文在传统的多刚体系统动力学方程中引入非独立的广义动量,降低了微分-代数方程组的非线性程度.给出了一种位移格式的高效积分方案,求解多刚体系统的微分-代数方程组.利用赫兹模型,处理多刚体系统中的接触和碰撞.数值试验表明本算法具有精度高,速度快的特点,对大型多刚体系统尤其有效.

摘要： 碰撞问题是多刚体系统中一个重要的研究领域,在航天飞行器和机器人设计方面经常遇到,本文在等时弹性碰撞(即同时开始碰撞,同时达到最大变形,同时结束碰撞)条件下,通过对受完整约束有根树状多刚体系统、悬空树状多刚体系统、非树悬空多刚体系统的研究,给出了其碰撞动力方程.并给出了实例.

摘要： 介绍了基于笛卡儿坐标的电动助力转向系统的多刚体系统动力学模型,并采用适当的数值算法对模型进行求解.通过动力学仿真结果与试验结果的比较验证了该模型的合理性,进而证明了多刚体系统动力学方法是一种高效、合理的力学建模方法,为以后对电动助力转向系统进行控制研究奠定了基础.

摘要： 以多刚体系统动力学理论为基础,研究了大型装置起竖过程动态特性的建模问题.基于R-W公式和刚体切割方法,建立了液压驱动大型装置起竖系统的动力学方程和约束方程,以集中参数的节点法建立了液压系统的动态特性方程,通过只压缩弹簧力和阻尼力构成的碰撞力计算公式,对多级缸活塞杆伸出中的碰撞过程进行了描述.最后,给出了基于上述模型的部分仿真计算结果.

摘要： 本文主要通过数值模拟和理论分析来研究Dimer在三维空间中的动力学行为，包括Dimer的周期响应、周期模态的激发和稳定性分析以及类随机运动。

摘要： 本文主要通过数值模拟和理论分析来研究Dimer在三维空间中的动力学行为，包括Dimer的周期响应、周期模态的激发和稳定性分析以及类随机运动。

摘要： 本文主要通过数值模拟和理论分析来研究Dimer在三维空间中的动力学行为，包括Dimer的周期响应、周期模态的激发和稳定性分析以及类随机运动。

摘要： 本文主要通过数值模拟和理论分析来研究Dimer在三维空间中的动力学行为，包括Dimer的周期响应、周期模态的激发和稳定性分析以及类随机运动。

摘要： 随着虚拟现实技术的日趋成熟，将虚拟人“嵌入”到虚拟训练仿真环境中去，作为受训人员在虚拟环境中存在已经成为一个必然的趋势．本文分析和研究了人体模型的表示方法，并从中选择了综合实体建模和曲面建模优点的分层虚拟人表示方法；研究了目前常用的虚拟人骨骼结构的表示方法，提出了一种参数关键帧和逆向运动学相结合的实时运动控制模型，在此控制方法的基础上实现了虚拟训练仿真系统中虚拟人的行走、爬梯子等行为模型．

摘要： 本发明公开了一种仅依赖控制方向信息的刚体系统抗扰控制方法及系统，所述方法包括：建立待抗扰控制的刚体系统的位移或者角度控制模型；基于控制模型获得控制方向信息与刚体系统位移或角度的跟踪误差信号；基于总和加速度动态估计器，获得刚体位移或者角度的跟踪误差信号变化率估计值及刚体系统总和加速度估计值；建立仅依赖控制方向信息的扰动补偿控制输入动态方程；基于仅依赖控制方向信息的扰动补偿控制输入动态方程实现刚体系统抗扰控制。本发明能够在无法获取刚体系统质量与转动惯量估计数值，仅能依赖控制方向情况下，实现刚体系统位移或角度控制。

摘要： 本发明公开了一种基于估计参考信号二阶微分的刚体系统抗扰控制方法及系统，包括以下步骤：建立刚体系统的位移或者角度控制模型以及跟踪误差信号；依据存储式的参考信号二阶微分估计方法，获得参考信号二阶微分估计值；建立基于跟踪误差信号的总和扰动估计器；通过总和扰动估计器获得总和扰动估计值和刚体位移或者角度的跟踪误差信号变化率估计值；基于参考信号二阶微分估计值、总和扰动估计值和刚体位移或者角度的跟踪误差信号变化率估计值，获得带有总和扰动主动以及参考信号二阶微分补偿的刚体系统控制输入。本发明能够实现仅已知当前参考信号情况下的刚体系统位移或角度控制，且具有较高的精度。

摘要： 本发明实施例公开了一种欠驱动刚体系统的容错控制方法及控制系统，涉及自动控制技术领域，能够对于不确定执行器故障导致的不确定欠驱动系统采取容错控制，从而提高刚体系统的可靠性。适用于不确定欠驱动的刚体系统。本发明的方法包括：针对每一种故障情况设计保证系统稳定性能的控制器和状态预测器，基于不同的状态预测误差选取合适的控制器。

摘要： 本发明提供了一种基于可变形刚体机构综合理论的刚体链连接方法，采用刚体链和虚拟链相互转化的方法，可将实际刚体链转化为只存在转动副(和球副)的虚拟链，因此除了要求解第一个虚拟链段的起点坐标位置外，只需要求解各个虚拟链段起点处的方向角，由此可以对虚拟链方向角设置统一的变化上限来求解。而且，由于虚拟链中各链段的结构是简化了链段的结构，每个链段都是线性的，只需考虑其起点和终点(即节点)，因此在求解过程中极大地减小了计算量，可以提高计算速度。

摘要： 本发明公开了一种基于估计参考信号二阶微分的刚体系统抗扰控制方法及系统，包括以下步骤：建立刚体系统的位移或者角度控制模型以及跟踪误差信号；依据存储式的参考信号二阶微分估计方法，获得参考信号二阶微分估计值；建立基于跟踪误差信号的总和扰动估计器；通过总和扰动估计器获得总和扰动估计值和刚体位移或者角度的跟踪误差信号变化率估计值；基于参考信号二阶微分估计值、总和扰动估计值和刚体位移或者角度的跟踪误差信号变化率估计值，获得带有总和扰动主动以及参考信号二阶微分补偿的刚体系统控制输入。本发明能够实现仅已知当前参考信号情况下的刚体系统位移或角度控制，且具有较高的精度。

摘要： 本发明公开了一种仅依赖控制方向信息的刚体系统抗扰控制方法及系统，所述方法包括：建立待抗扰控制的刚体系统的位移或者角度控制模型；基于控制模型获得控制方向信息与刚体系统位移或角度的跟踪误差信号；基于总和加速度动态估计器，获得刚体位移或者角度的跟踪误差信号变化率估计值及刚体系统总和加速度估计值；建立仅依赖控制方向信息的扰动补偿控制输入动态方程；基于仅依赖控制方向信息的扰动补偿控制输入动态方程实现刚体系统抗扰控制。本发明能够在无法获取刚体系统质量与转动惯量估计数值，仅能依赖控制方向情况下，实现刚体系统位移或角度控制。

摘要： 本发明实施例公开了一种欠驱动刚体系统的容错控制方法及控制系统，涉及自动控制技术领域，能够对于不确定执行器故障导致的不确定欠驱动系统采取容错控制，从而提高刚体系统的可靠性。适用于不确定欠驱动的刚体系统。本发明的方法包括：针对每一种故障情况设计保证系统稳定性能的控制器和状态预测器，基于不同的状态预测误差选取合适的控制器。

摘要： 本发明提供了一种基于可变形刚体机构综合理论的刚体链连接方法，采用刚体链和虚拟链相互转化的方法，可将实际刚体链转化为只存在转动副(和球副)的虚拟链，因此除了要求解第一个虚拟链段的起点坐标位置外，只需要求解各个虚拟链段起点处的方向角，由此可以对虚拟链方向角设置统一的变化上限来求解。而且，由于虚拟链中各链段的结构是简化了链段的结构，每个链段都是线性的，只需考虑其起点和终点(即节点)，因此在求解过程中极大地减小了计算量，可以提高计算速度。

摘要： 本实用新型采用如下技术方案。该装置由普通V带轮(1)、三相异步电机(2)、普通V带(3)、普通V带轮(4)、偏心轮(5)、试品安装支架(6)、集电器安装支架(7)、变频电源(8)、导向轨道(9)、滑杆(10)组成。本实用新型可根据不同刚体滑触式干线系统的滑动速度要求进行速度的调整，速度调整是由变频电源与电动机完成，通过传动轮和偏心轮使集电器架在导向轨道上移动，集电器安装在集电器架上按设定的速度、距离沿滑触式干线来回移动，滑触式干线安装在试验架上，集电器与滑触式干线分开安装，调整高度让集电器自由的落在滑触式干线上。试验电源的电缆分别连接在集电器与滑触式干线的接线端上，调整变频电源的频率即可调整集电器安装支架的运动速度，按试验参数要求调整试验电流、电压、功率因数即可进行试验。

摘要： 一种多刚体系统角动量守恒演示仪，特别是能分别演示在一内力偶矩作用下，转动惯量相同和转动惯量不同时，角动量守恒现象。该演示仪的特点是：利用三个有机玻璃制作的直径相同、厚度相同的圆盘，其中两个圆盘转动惯量相同，并在圆盘边缘制作轮齿结构，圆盘通过轴承卡槽安置在固定于竖直安装平面上的水平支撑轴上。利用手工锯条制作的弹性钢片代替弹性绳，并将其安置在两个圆盘的轮齿之间，在外力约束作用下，缓慢转动两个圆盘，使得弹性钢片发生一定形变。去掉外力约束，在内力矩作用下，圆盘转动状态将发生改变。通过更换和圆盘组合，重复操作，对比观察圆盘的转动状态，实现角动量守恒定律的演示。