约束方程

摘要： 为了研究由不同长度杆件组成并受力均匀的单自由度剪式单元可展机构的展开过程动力学特性,首先基于能量函数推导了单元质量矩阵,并按照叠加法组装系统整体质量矩阵,结合剪式单元杆长约束、铰接点约束和边界条件约束方程,利用拉格朗日乘子法建立其动力学模型。其次采用Baumgarte坐标违约和速度违约稳定法进行修正使结果稳定,通过多步长Runge-Kutta法进行数值计算,最后利用MATLAB仿真得到该机构展开过程中各节点位置坐标、速度、加速度随时间变化的关系,并对仿真结果进行了相应分析,得到驱动力一侧节点速度要低于非驱动力一侧的速度的结论,有利于对剪式单元可展机构进行精细化控制策略的研究,分析结果对不同杆件长度的剪式单元可展机构应用范围的扩展提供了理论基础。

摘要： 汽油产品是炼化企业主要效益来源之一,如何优化汽油池调和方案以获得最大经济效益是一个关键问题。使用人工鱼群算法对汽油调和进行优化,以最大利润为目标函数,根据物性指标建立非线性约束方程,并通过惩罚函数将非线性规划转换为无约束优化问题,再通过人工鱼群算法进行优化求解。利用某炼厂汽油池实测数据进行了测试,结果表明,基于人工鱼群算法的汽油调和优化能够实现辛烷值卡边,是一种可行的优化汽油池调和方案的方法。

摘要： 钢管混凝土拱桥斜拉扣挂吊装施工中,斜拉扣索无应力索长是保证钢管拱圈结构受力合理的关键参数,本文基于斜拉索悬链线理论,提出考虑温度影响的斜拉扣索无应力索长的计算方法,建立已知索端力的拉索特征参数约束方程,并给出求解拉索无应力索长的迭代公式.用该方法计算澜沧江特大桥斜拉扣挂施工中斜拉扣索无应力索长,并与Ernst等效模量法的结果进行对比分析,证明了该方法的可靠性与有效性.

摘要： 针对模拟电荷法无界多连通区域的数值保角变换问题,文中提出了一种高精度的数值方法,即基于Hybrid迭代法的无界多连通区域的数值保角变换计算法.该方法通过模拟电荷法构造约束方程,对约束方程应用预处理构造对称正定的方程,获得新的模拟电荷和辐角,并构造近似保角变换函数.文中以多连通圆变换为径向狭缝域为例进行数值实验.使用解析函数的最大模原理作为误差的评价指标,并得出了天野法和文中算法的误差曲线.当模拟电荷数N=180,Jordan曲线为C2时,文中算法EA2的误差为1.6767×10-7,但是天野法EA2的误差为8.5977×10-4.当模拟电荷数N=180,Jordan曲线为C3时,文中算法EΘ3的误差为5.6351×10-10,天野法EΘ3的误差为1.1025×10-5.

摘要： 针对在设计手腕康复外骨骼机构过程中的机构构型问题,参照人体腕关节运动学属性,采用高等空间机构学理论对康复外骨骼机构进行了构型设计,并通过力学分析遴选出了3RPPR型自调节式手腕康复外骨骼机构.该机构通过在人机接触面处引入2个被动移动副与1个被动转动副,缓解了康复运动中产生的人体轴向与训练无关的约束力与力矩,从而实现了人机相容性;同时,采用人机闭链运动学建立了约束方程,使用MATLAB计算,并表示出了人体腕关节与康复机构各被动关节位置的对应关系;最后,对该机构进行了人机相容性分析.研究结果表明:引入的2个被动移动副与1个被动转动副的运动幅度均较大,有效缓解手腕康复训练中人机接触处产生的人体轴向与训练无关的约束力与力矩,该康复外骨骼机构满足人体腕关节康复的需求.

摘要： 对某数控外圆复合磨床的磨削精度进行了分析,根据该磨床结构特点加入了针对转塔式多主轴砂轮架的分析,在建立精密磨削加工方程时,考虑了该转塔在竖直方向的不垂直度误差.首先基于多体系统理论建立复合磨床的拓扑结构,分别建立砂轮磨削点在砂轮坐标系和工件坐标系的位置矩阵,确定磨床各部件的坐标系,得到各个变换矩阵,将各矩阵带入到沿工件分支和刀具分支描述到惯性坐标系的方程中,根据两分支方程相等,得到磨削精度模型.并利用MATLAB求出该方程,为后续误差补偿提供了条件.

摘要： 针对汽车组合导航系统要求滤波算法具有高精度,高稳定性,高时效性的特点,设计了一种基于约束方程的无迹粒子滤波算法,该算法通过约束方程使得非线性系统的维数降低,在保持无迹粒子滤波精度的基础上提高了算法的解算速度,使算法的时效性得到提高.在汽车组合导航系统状态方程和测量方程的基础上建立系统的约束方程,算法的仿真取得了良好的效果,说明该算法对导航系统的适应性较强.通过对比表明相对于扩展卡尔曼粒子滤波和无迹卡尔曼粒子滤波,该算法的导航精度和时效性方面优势明显,体现了该算法的优越性.

摘要： 基于契贝谢夫连杆机构建立了一种六足机器人行走机构的模型,并给出了该模型的参数约束方程以及参数优化方案.通过对该行走机构的结构改进,进一步增强了行走机构的强度和运动平稳性.该优化设计方法对足式机器人的工程实践具有参考价值.

摘要： The three-dimensional bridge model and two-axis vehicle model were established in the present paper by the finite element software ANSYS.With the relative constraint equations guaranteeing that the wheel displacement is consistent with the tied arch bridge point,the vehicle-bridge coupling vibration command flow was written by the ANSYS Parametric Design Language and solved by transient dynamics. Effects of the irregularities of bridge deck,the vehicle speed,the vehicle number and the distances between vehicles on the dynamic response and impact coefficient of concrete-filled steel tube arch bridge were also analyzed.The results showed that the irregularities of the bridge deck,the vehicle speed,the vehicle number and the distances between vehicles influenced the impact coefficient of the bridge. With increasing vehicle speed,the maximum dynamic displacement of the bridge varied little,and variation tendencies of the impact coefficients for the concrete-filled steel tube arch bridge and the simply supported beam bridge were the same.%采用有限元软件ANSYS建立了该桥的立体模型和双轴汽车模型,使用相关约束方程使轮子和系杆拱桥桥梁接触点位移相同,运用APDL语言编写车-桥耦合的振动计算命令流,采用瞬态动力学进行求解.分析了桥面不平顺、汽车行驶速度、汽车数量以及汽车之间间距对钢管混凝土系杆拱桥的动力响应和冲击系数的影响.结果表明:桥面粗糙程度、行车快慢、行车数目以及汽车之间的距离均会对大桥的冲击系数产生影响;桥梁最大动位移随车速的增加变化很小;随着车速的增加钢管混凝土系杆拱桥与简支梁桥冲击系数变化趋势相同.

摘要： 在有限元结构分析中,边界条件和载荷对数值计算的结果有较大影响,如何正确合理地施加边界条件和荷载显得尤为重要.本文以一个工程实例介绍了ANSYS结构有限元计算中的自由度耦合(CP)与约束方程(CE)技术在模型装配和施加边界条件及荷载中的应用,通过不同方法的对比计算,验证了这两项技术的适用性和可行性.

摘要： 本文提出了双层插值伽辽金边界面法.双层插值法统一了边界面法中的连续与非连续单元.该法将传统的连续单元的结点分为了两组:虚点和源点.与连续边界面法一样,物理变量是通过连续单元插值得到的,而边界积分方程却是在源点处配置的,这一点又与非连续边界面法相同.为了使得最终的线性方程组可解,使用移动最小二乘法来近似构造附加约束方程.与传统的伽辽金对称边界元法相比,得益于对称边界元法,双层插值伽辽金边界面法的方程的对称性质是直接通过一系列简单的矩阵运算得到的,所以并不需要超奇异边界积分方程.本文所提方法已被成功地用于求解二维稳态势问题,并给出了一系列数值算例以表明该法的高效性与精确性.

摘要： 典型的多体系统动力学方程为指标3的微分/代数方程(DAEs),通常通过对约束方程求导将其降阶为指标1的形式,但往往引起约束违约.本文对采用约束违约稳定策略及约束投影策略所得到的指标1DAEs设计了相应的广义-α数值方法,不仅具有较高的计算效率,更具有良好的约束稳定性.

摘要： 顶推施工方法是桥梁施工中的一种重要的方法，因为这种施工方法具有上部结构施工不影响现有交通、施工工期短、施工成本低等诸多优点。但是，在顶推过程中，由于主梁位置的不断变化，使主梁各个位置的约束条件与内力、变形等在顶推过程均不断变化，使得对顶推过程的受力分析变得十分复杂。本文通过引入约束方程来模拟顶推过程中支座对主梁的约束作用，从而简化了顶推过程的受力分析，并且可以进行顶推过程中的动态响应分析。最后，选用MATLAB语言进行有限元程序的实现，并用此程序对现在建的九堡大桥北引桥的顶推施工过程进行了分析。

摘要： 密肋复合墙—剪力墙混合结构体系是采用以密肋复合墙为主体，适当设置部分钢筋混凝土剪力墙，形成联合抗侧力结构体系。本文从能量原理出发，建立了水平荷载作用下考虑墙肢剪切变形时刚接体系的系统势能方程，其中采用铁木辛科梁原理考虑连梁的剪切变形对弯曲应变能的影响；再利用连梁的剪力平衡，建立结构约束方程，从而构造辅助泛函，根据变分原理。建立结构的平衡微分方程，求解结构的位移；最后采用该方法计算10层密肋复合墙—剪力墙混合结构的侧移和转角，并与有限元程序分析结果对比。结果表明：该计算方法思路清晰，具有较好的计算精度，适应于中高层密肋复合墙—剪力墙混合结构体系在水平荷载下的变形计算。

摘要： 提出了求解柔性多体系统动力学方程的高精度算法,通过对系统变量的差分,系统的动力学方程可以分解为无约束受力方程和有约束修正方程并分步求解,与其它求解算法相比较,提出了一种方法可以使系统的解在每一个积分步上以很高的精度满足系统的动力学方程和约束方程,同时避免了诸如约束方程分解、系统动力学方程缩聚等复杂的计算过程.

摘要： 研究空间闭链多体系统的无冗余变量动力学建模问题。将闭链系统视为带有运动约束的开链系统，首先利用Kane方程建立无约束开链系统的动力学模型，并将系统的运动约束关系利用广义速度的时间导数描述；之后对无约束动力学方程进行投影降维，并将降维后的无约束动力学方程中的系统运动变量用闭链系统的独立运动变量描述，从而得到闭链系统的无冗余变量动力学模型。最后以一个空间闭链多连杆系统为例对所建立的动力学模型进行仿真，并将系统动力学响应与基于Adams软件仿真得到的动力学响应进行对比，结果验证了动力学模型的正确性。

摘要： 研究空间闭链多体系统的无冗余变量动力学建模问题。将闭链系统视为带有运动约束的开链系统，首先利用Kane方程建立无约束开链系统的动力学模型，并将系统的运动约束关系利用广义速度的时间导数描述；之后对无约束动力学方程进行投影降维，并将降维后的无约束动力学方程中的系统运动变量用闭链系统的独立运动变量描述，从而得到闭链系统的无冗余变量动力学模型。最后以一个空间闭链多连杆系统为例对所建立的动力学模型进行仿真，并将系统动力学响应与基于Adams软件仿真得到的动力学响应进行对比，结果验证了动力学模型的正确性。

摘要： 研究空间闭链多体系统的无冗余变量动力学建模问题。将闭链系统视为带有运动约束的开链系统，首先利用Kane方程建立无约束开链系统的动力学模型，并将系统的运动约束关系利用广义速度的时间导数描述；之后对无约束动力学方程进行投影降维，并将降维后的无约束动力学方程中的系统运动变量用闭链系统的独立运动变量描述，从而得到闭链系统的无冗余变量动力学模型。最后以一个空间闭链多连杆系统为例对所建立的动力学模型进行仿真，并将系统动力学响应与基于Adams软件仿真得到的动力学响应进行对比，结果验证了动力学模型的正确性。

摘要： 研究空间闭链多体系统的无冗余变量动力学建模问题。将闭链系统视为带有运动约束的开链系统，首先利用Kane方程建立无约束开链系统的动力学模型，并将系统的运动约束关系利用广义速度的时间导数描述；之后对无约束动力学方程进行投影降维，并将降维后的无约束动力学方程中的系统运动变量用闭链系统的独立运动变量描述，从而得到闭链系统的无冗余变量动力学模型。最后以一个空间闭链多连杆系统为例对所建立的动力学模型进行仿真，并将系统动力学响应与基于Adams软件仿真得到的动力学响应进行对比，结果验证了动力学模型的正确性。

摘要： 本发明公开了一种基于约束欠定方程的三波长数字全息成像光路及方法。该基于约束欠定方程的三波长数字全息成像光路包括第一激光器11、第二激光器12、第三激光器13、第一反射镜2、第二反射镜4、第三反射镜7、第四反射镜8、第一分光棱镜3、第二分光棱镜5、第三分光棱镜9、准直扩束系统6及CCD图像传感器10。用本发明所提出的基于约束欠定方程的三波长数字全息成像方法，显著的提高了传统数字全息技术的抗噪音性能。本发明实验操作简单快捷，可操作性强，以菲涅尔算法和搜寻欠定方程组唯一解求解算法有效融合的方法，扩大了测量范围，且减少了噪声对实验的影响以及样本的恢复效果。

摘要： 本发明特别涉及一种用于设计由包含变量的方程式的系统约束的物理系统的计算机实现的方法，所述方法包括步骤：将包含在所述方程式中的所述变量划分(S10)为固定变量和非固定变量，从而将所述系统设定为具有等于1的自由度的受限系统，在所述非固定变量的域中计算(S20)所述受限系统的解的参数化曲线，对于至少一对非固定变量，在所述对的域的乘积中显示(S30)所述曲线的投影，并且在所述参数化曲线上导航(S40)所述解且实时地表示在所述曲线的投影上的当前导航位置。这样的方法改进了由包含变量的方程式约束的物理系统的设计。

摘要： 本发明公开了一种基于热网偏微分方程约束的热电联产系统日前调度方法。本发明采用的技术方案为：首先基于热力学第一定律，建立能够反映热网暂态传热特性的偏微分方程模型；其次将上述热网偏微分方程进行差分处理，并将差分得到的代数方程组作为部分约束条件，以日运行成本最小为目标函数，建立热电联产系统日前优化调度模型；最后根据基于热网偏微分方程约束的热电联产系统日前调度模型，确定系统中各个设备的调度计划，联络线的计划功率，以及热网的运行状态。本发明所提出的优化调度方法能够反映热网的真实运行状态，并提升热电联产系统运行经济性。

摘要： 本发明提出了一种模糊度加权约束的GNSS非差非组合观测方程解算方法，属于卫星导航技术领域。该方法以全球或区域GNSS跟踪站网多频点伪距与相位观测数据为基础，通过增加约束条件构建满秩非差非组合全参数估计模型，实现了接收机钟差、卫星钟差、对流层延迟、电离层延迟及基础频率卫星相位偏差等参数的统一估计。该方法通过对约束条件中包括模糊度在内的参数赋予权重，能够实现灵活选定和调整除对流层参数外所有参数估值的基准，有效解决了原始的非差非组合观测方程在解算时基准选取单一、模糊度参数不能加权约束的问题。

摘要： 本发明提供一种基于佐布里兹方程约束的地震数据规则化处理方法，包括：对输入的炮集记录进行道头扫描，确定正常炮点间距及炮点缺失位置；根据临近炮点炮检关系，创建缺失位置炮点炮检关系，并为新添加炮点创建数据存储位置；对数据进行道集抽取，抽取共中心点道集，对新增加的炮点创建空道数据；根据已有数据进行振幅高次函数拟合，获得高次函数权值系数；使用FK域凸集投影方法进行数据规则化处理，并进行收敛判断；所有共中心点道集规则化处理结束后，输出规则化处理结果。该基于佐布里兹方程约束的地震数据规则化处理方法保证经过规则化处理后的数据能够保留AVA特性，更好的满足了叠前反演需求。

摘要： 本发明“基于配方约束确定性算法的结构方程模型计算技术”，技术领域属于电子与信息类的应用软件技术。结构方程模型（SEM）通常采用偏最小二乘法（PLS）或者协方差拟合法(LISREL)，存在可能不收敛或收敛太慢以及解不唯一等问题。本发明提出基于配方约束的确定性算法，解决了上述问题，其创新点在于：（一）基于因子分析思想的SEM潜变量和显变量作用关系的理解和表达；（二）基于单位模长约束的结构变量的最小二乘解；（三）基于路径系数配方约束的SEM的确定性算法。本发明通过软件DASC将它们结合并且已经完成系统研发进入实用。软件可以在网站“计量统计云”www.tongdasc.cn下载。

摘要： 一种确定混合维模型界面约束方程系数的方法，截取悬臂梁交接面两侧的梁建立静力分析模型，模型边界约束条件同原模型，根据多点约束方程推导所需要的应力分布，进行相关静力分析，并通过有限元软件导出交接面截面处有限元模型节点的应力结果。本发明同时考虑结构总体的振动模态特性和结构局部的精细动态响应计算需要，能够建立多点约束方程的统一求解流程，快速完成多点约束方程求解，方便混合维模型在工程上的应用。本发明形成了应力协调多点约束方程的统一求解步骤，便于统一程序编写，利于在工程应用中的推广，并且采用本发明方法建立的有限元模型与真实模型的前10阶模态频率误差在1％以内，得到的频率响应曲线与真实模型的频率响应曲线变化一致。

摘要： 本发明公开了一种基于约束方程的固体重量压力载荷下的拓扑优化设计方法，用于解决现有固体重量压力载荷下的拓扑优化设计方法优化结果性能差的技术问题。技术方案是在与载荷接触的边界上引入位移约束方程，将与载荷接触的边界上的点与载荷同方向的自由度约束设计为相等。这样即使在拓扑优化过程中边界上的材料发生变化，但是由于接触面所有节点与载荷同向的自由度被约束为相等，压力载荷的大小和方向也能保持不变，提高了优化模型的优化结果性能。应用本发明方法进行优化设计，优化后支撑结构的柔顺度为0.0648mJ；而应用文献2方法将载荷接触面定义为非设计域，优化后支撑结构的柔顺度为0.0967mJ；检测证明应用本发明方法所得到的优化结果性能更好。

摘要： 一种确定混合维模型界面约束方程系数的方法，截取悬臂梁交接面两侧的梁建立静力分析模型，模型边界约束条件同原模型，根据多点约束方程推导所需要的应力分布，进行相关静力分析，并通过有限元软件导出交接面截面处有限元模型节点的应力结果。本发明兼顾总体动特性时局部结构的精细动态响应计算方法，能够建立多点约束方程的统一求解流程，快速完成多点约束方程求解，方便混合维模型在工程上的应用。本发明形成了应力协调多点约束方程的统一求解步骤，便于统一程序编写，利于在工程应用中的推广，并且采用本发明方法建立的有限元模型与真实模型的前10阶模态频率误差在1％以内，得到的频率响应曲线与真实模型的频率响应曲线变化一致。

摘要： 本发明公开了一种基于约束方程的固体重量压力载荷下的拓扑优化设计方法，用于解决现有固体重量压力载荷下的拓扑优化设计方法优化结果性能差的技术问题。技术方案是在与载荷接触的边界上引入位移约束方程，将与载荷接触的边界上的点与载荷同方向的自由度约束设计为相等。这样即使在拓扑优化过程中边界上的材料发生变化，但是由于接触面所有节点与载荷同向的自由度被约束为相等，压力载荷的大小和方向也能保持不变，提高了优化模型的优化结果性能。应用本发明方法进行优化设计，优化后支撑结构的柔顺度为0.0648mJ；而应用文献2方法将载荷接触面定义为非设计域，优化后支撑结构的柔顺度为0.0967mJ；检测证明应用本发明方法所得到的优化结果性能更好。