逆动力学

摘要： 柔性医用机械臂末端定位的精准性对放疗非常重要,针对柔性医用机械臂末端空间定位精度差这一问题,分析机械臂的关节减速器动态回转误差和连杆柔性引起的末端空间定位误差。利用拉格朗日法建立了柔性医用机械臂的动力学模型,分析RV减速器的动态回转误差,建立RV减速器摆线针轮回转副的啮合刚度模型;在关节传动误差与连杆柔性的耦合作用下建立柔性医用机械臂末端空间定位误差模型,采用近似方法对机械臂动力学模型进行逆动力学求解,并拟合得到RV减速器输出驱动力矩和臂杆模态响应函数,通过仿真对比分析关节减速器RVSHPR-110E、RV320E、RV40E,发现RV减速器的刚度越大其产生的关节传动误差越小,从而造成机械臂末端空间定位误差也就越小。研究为柔性医用机械臂末端空间动态定位误差的补偿提供了理论依据。

摘要： 要求建立一个两自由度(2R)的机械手臂模型,具体参数参照个人手臂数据设置,实现打磨功能。在设定的运行距离内可实现在墙壁上沿x轴方向直线运动(y方向保持不变),打磨速度恒定,打磨力度保持不变(fx,fy恒定)。通过位置反解的几何方法由末端执行器的位置反解出关节变量θ,再运用静力学和逆运动学求解得到关节力矩,并用Matlab软件仿真出机械臂模型的电机输出力矩与时间的关系曲线。

摘要： 针对经典滑膜控制机械臂存在抖动现象,导致机器受损、操作过程受影响、控制不一致等多种问题,提出机械臂数控加工过程动力学控制方法.通过几何方法从正解、反解两方面分析机械臂动力学,讨论各轴在多种控制模式下点动、平动功能,利用基于拉格朗日方程进行机械臂动力学方程建模;建立两连杆机械臂动力学方程,根据滑模控制理论,利用二阶滑模控制构建SISO辅助系统,采用MIMO控制系统实现机械臂加工过程控制,严谨控制输出量,避免产生耦合效应.仿真结果表明,所提方法可以呈现出较为完整的控制轨迹,具有较强的鲁棒性以及适用性.

摘要： 要求建立一个两自由度(2R)的机械手臂模型,具体参数参照个人手臂数据设置,实现打磨功能.在设定的运行距离内可实现在墙壁上沿x轴方向直线运动(y方向保持不变),打磨速度恒定,打磨力度保持不变(fx,fy恒定).通过位置反解的几何方法由末端执行器的位置反解出关节变量θ,再运用静力学和逆运动学求解得到关节力矩,并用Matlab软件仿真出机械臂模型的电机输出力矩与时间的关系曲线.

摘要： 机械臂的位置控制准确度有利于提高机械臂工作的可靠性,为了提高机械臂工作过程中对位置控制的平稳性、快速性、准确性和鲁棒性,设计了一种基于逆动力学的机械臂鲁棒位置控制方法.通过对机械臂的电机系统进行分析,获取电机系统的动力学函数.利用转矩到位置转换方法和反演滑模控制方法,设计了一种逆动力学控制器,通过将滑模控制方法与反演控制方法相结合,形成反演滑模控制方法,获取电机转矩控制函数,以提高系统的鲁棒性能.利用转矩到位置转换方法,将获取的电机转矩与电机的当前位置信息相结合,用以求取机械臂的位置控制量,以实现对机械臂的位置进行快速、稳定、准确的控制.利用Matlab/Simulink软件对所设计的机械臂位置控制方法进行了实验验证.验证结果表明:所设计方法不仅能够快速、稳定、准确地对机械臂的位置进行控制,而且设计方法还具有较强的鲁棒性能,能够适应多种激励信号产生位置控制信息.

摘要： 本文以单柔性机械臂悬臂梁为例,利用lagrange方程和Rayleigh-Ritz法进行动力学分析,采用RBF计算方法拟合系统数学模型,最后对其主动控制并进行数值仿真分析.可以看出,将RBF计算方法与主动控制结合起来,能够有效地解决柔性系统在运动过程中,由于其结构特点及振动带来的建模难、控制不精准等问题.

摘要： 针对追踪星自主逼近和跟踪翻滚目标特定部位的最优规划问题,提出了一种基于虚拟域逆动力学的多约束最优逼近轨迹规划方法.首先,在翻滚目标本体系下建立追踪星相对于翻滚目标特定部位的相对轨道动力学方程,并建立追踪星本体系相对于翻滚目标期望固连坐标系的相对姿态动力学方程;其次,考虑目标星外形、敏感器视场和执行机构控制能力等约束条件,建立时间/能量最优规划模型;然后,采用序列二次规划(sequential quadratic programming, SQP)方法求解时间/能量最优规划问题;最后,数值仿真验证了该方法在满足多约束条件下,可实现对翻滚目标自主逼近与跟踪的最优轨迹规划,同时与高斯伪谱法进行了对比,验证了本方法在计算效率方面的优势.

摘要： 本文以单柔性机械臂为例,利用拉格朗日方程和Rayleigh-Ritz方法进行简单的逆运动学分析,分别采用近似法和RBF神经网络方法对模型进行了数值仿真分析.通过分析可以看出,相较于近似方法,利用RBF神经网络方法得到的轨迹更接近实际轨迹,为后续解决柔性杆件运动过程中的控制问题提供了较好的解决办法.

摘要： 本文以单柔性机械臂为例,利用拉格朗日方程和Rayleigh-Ritz方法进行简单的逆运动学分析,分别采用近似法和RBF神经网络方法对模型进行了数值仿真分析。通过分析可以看出,相较于近似方法,利用RBF神经网络方法得到的轨迹更接近实际轨迹,为后续解决柔性杆件运动过程中的控制问题提供了较好的解决办法。

摘要： To make a cylinder levitate in space position ,in this paper ,a magnetic levitation system based on 4 different electromagnets was proposed .Based on the features of magnetic levitation system ,the inverse dynamic model of the magnetic levitation system was set up ,and the state space of cylinder levitating in balance point was investigated , and a controller based on state feedback pole placement was constructed .The simulation model of magnetic levitation control system was designed by MATLAB/Simulink ,and the effectiveness of control was conformed through the simulation and magnetic levitating experiment .%为了实现悬浮物体在空间位置的悬浮，提出了一种基于四极电磁铁的磁悬浮装置，针对该磁悬浮控制系统的特点，建立了磁悬浮系统的逆动力学模型；研究了悬浮体在平衡位置的空间状态方程，并构建了基于状态反馈的极点配置控制器；使用MATLAB／Simulink设计了系统的仿真模型，通过仿真和实验，证明了控制器的有效性。

摘要： 通过对模型进行逆动力学分析,得到一个比较精确的驱动力矩作为前馈,并施以PD控制算法作为反馈,以实现平台的高速、高精度跟踪控制。将设计的控制器在建立的ADAMS与Matlab/Simulink联合的虚拟样机平台上仿真,结果显示逆动力学控制比传统的PID控制有更好的跟踪性能。

摘要： 柔性多体系统动力学作为当今世界力学研究热点问题，有着它广阔的发展前景。平面柔性连杆机构作为最简单的柔性多体系统有着重要的研究和应用价值。rn 为了研究逆动力控制在柔性多体系统动力学控制中的作用和效果，本文利用有限元分析软件NASTRAN/PATRAN和动力学仿真软件ADAMS联合建立的双连杆机械臂模型进行逆动力学控制的仿真计算，对仿真计算的结果进行分析比较.对柔性机械臂控制的逆动力学方法的研究，采用了位移偏差修正的迭代求解，完成了不同周期相同运动轨迹下的逆动力迭代求解计算。

摘要： 采用模糊规则实现了SISO系统逆动力学模型辨识，并以锅炉过热汽温对象为例进行了仿真试验，证明所建立的逆动力学模型具有良好的自适应能力。提出了一种基于逆动力学过程模糊规则模型的控制算法，通过控制对象逆动力学模糊规则离线辨识，产生与对象运动规律相适应的初始控制规则，并根据逆动力学模型在线辨识结果对控制规则进行调整。仿真结果表明，所设计的控制器具有良好的控制效果与适应性。

摘要： 本文在分析汽车操纵逆动力学研究现状的基础上,利用径向基函数网络建立了汽车横摆角速度响应与方向盘角输入之间非线性映射关系.通过方向盘角阶跃输入和正弦输入的识别结果表明,这种识别方向盘角输入的方法是可行的,并且具有识别精度高、运算速度快等优点.

摘要： 该文利用虚功率原理导出了空间柔性机械臂逆动力学的计算公式，同时给出了一种逆动力学的近似求解方法。并在此基础上通过对原公式进行改造，提出了一种有效的并行计算方法。

摘要： 该文通过对柔性机械臂稳定逆动力学系统因果与反因果特性的对称性分析，揭示了逆动力学建模中存在的冗于信息建模过程，给出了支持逆动力学可对称计算的末端轨迹规划约束条件，这一方法可以有效避免冗于信息处理所需的计算开销。

摘要： 针对Eye-to-hand视觉机械臂系统，提出基于任务空间的自适应跟踪控制方法。为实现机械臂末端执行器对目标轨迹的跟踪，本文研究机械臂自身存在动力学不确定性与视觉系统存在标定误差情况下的控制器设计。根据不确定性产生的机理不同而分步骤进行设计控制信号：首先设计保证图像空间误差收敛的控制律；其次根据任务空间信息与图像空间信息的一致收敛的关系，将图像空间误差与动力学不确定性统一起来设计控制信号与自适应控制律。实验结果证明控制律的有效性。

摘要： 重心的变化直接影响飞机本身的控制特性，使得控制系统设计更为复杂。本文针对已有方法模型依赖性强、鲁棒性差的局限性，提出了一种面向重心变化的非线性自适应飞行控制系统设计方法。该方法基于逆动力学理论和重心在线估计系统设计标称控制律，在此基础上引入基于滑模控制的自适应单元对模型不确定性和重心估计误差进行估计及补偿，并证明了闭环系统的稳定性。仿真结果表明，该方法能有效地实现对系统未知不确定因素的补偿，具有较强的鲁棒性。

摘要： 机械系统中的转子常采用滚动轴承来支承、构成滚动轴承系统，机床是制造业的核心装备。设计可分为常规设计、革新设计和创新设计。主轴系统有旋转精度、刚度、抗振性、温升和耐磨性要求。主轴的振动有横向振动、扭转振动与纵向振动。滚动轴承系统的动力学分析是主轴系统设计关键之一，提出需研究的问题有：轴承系统的结构优化设计、轴承的动态性能逆动力学优化设计、滚动轴承疲劳、胶合、噪声和摩擦力矩的系统优化设计。

摘要： 末端加速度曲线中含有的高频成分会激励起柔性机械臂逆动力学的病态行为，由此限制了末端最小运动时间轨迹跟踪控制的实现。该文对轨迹规划的模板函数进行了比较研究，以揭示不同模板函数生成的末端运动轨迹时运动学及动力学关键参量的内在影响。

摘要： 一种用于改善具有焊缝的海洋船舶的流体动力学轮廓和污染特性的方法，该焊缝形成在船舶水线以下的表面上突起的焊帽。该方法包括通过将整流件应用到水下表面来修正焊缝，例如通过使用填充物。一种具有整流件的船舶以及一种用于船舶并且包括整流件的覆层系统。

摘要： 按本发明的行驶动力学调节系统具有电子的行驶动力学控制单元，该行驶动力学控制单元与至少一个驱动控制单元连接并且构成为，使得该行驶动力学控制单元首先确定额定打滑值或者额定打滑范围和作为参考速度的实际车速。在此，在相应的实际行驶情况中，优选通过用于惯性滑行的最小允许的额定打滑值和用于牵引运行的最大允许的额定打滑值来设定额定打滑范围。按第一替选方案，根据额定打滑值或额定打滑范围将额定转速或额定转速范围输出给所述至少一个驱动控制单元。按第一替选方案的转速范围由在这种行驶情况中的最大允许的驱动打滑值和减速打滑值来计算。按第二替选方案，额定打滑值与参考车速一起直接输送给所述至少一个驱动控制单元，该驱动控制单元由此本身确定在马达层面上的额定转速。在第二替选方案中，类似于第一替选方案，取代额定打滑值，也可输出额定打滑范围，该额定打滑范围由驱动控制单元又换算成额定转速范围。

摘要： 本发明涉及高超声速飞行器，具体公开了一种基于动力学逆求解的平衡滑翔弹道自适应规划方法、系统及介质，本发明实施步骤包括：设计满足基本任务要求的几何弹道；基于动力学逆思想确定几何弹道所需的控制量，并映射至飞行约束空间；基于设计的几何弹道及其控制量求解预设的速度解析预测模型；确定各个控制量的设计空间从而得到飞行走廊；基于飞行走廊进行规划可行性判断，若控制量不满足飞行约束或终端状态不满足任务要求，则对几何弹道参数反馈调整并进行迭代；否则结束规划。本发明不仅能够实现对终端速度的有效预测，还可以对过程状态进行良好的预测并实施必要控制，具有实时性和精度兼具的优点。

摘要： 本发明公开了一种机器人逆动力学模型的建模方法及系统，该方法包括：搭建循环神经网络，循环神经网络包括输入层、隐藏层和输出层，隐藏层包括外层和内层，外层包括外层遗忘门和外层重置门，内层包括内层遗忘门和内层重置门；利用循环神经网络训练机械臂的逆动力学模型；所述循环神经网络的输入数据为所述机械臂的运动状态，所述循环神经网络的输出数据为控制所述机械臂产生所述运动状态的扭矩，所述运动状态包括运动位置、运动速度和运动加速度；循环神经网络的隐藏层中内层输出的内层记忆单元数据更新外层的外层记忆单元数据，使时间序列的记忆信息得到更长时间的保留，从而提高了逆动力学模型输出预测扭矩的精度。

摘要： 本发明属于机器人铣削加工领域，并公开了一种逆动力学控制机器人直线加工的轨迹误差补偿方法。该方法包括下列步骤：(a)获取机器人末端在笛卡尔空间中的实际位姿和实际速度；(b)实时测量不同时刻机器人末端在笛卡尔空间中实际位姿和期望位姿之间的位姿偏差和速度偏差；(c)构建实际位姿、位姿偏差与机器人末端每个关节的关节角加速度的关系式(一)，计算获得机器人末端每个关节的关节角加速度；(d)构建关节角加速度与每个关节的驱动扭矩之间的关系式(二)，计算获得每个关节的驱动扭矩，以此补偿所述位姿偏差和速度偏差，进而实现机器人直线加工的轨迹补偿。通过本发明，实现机器人加工误差补偿，加工精度高，补偿效率快。

摘要： 本发明公开了一种车轮结构参数匹配整车侧翻稳定性的逆动力学方法，包括以下步骤：S1、通过台架试验与有限元仿真相结合的方法得出影响车轮侧偏力学特性的主要结构参数，建立包含结构参数的车轮侧偏力学特性经验表达式；S2、基于Simulink软件建立匹配车轮力学特性的非线性三自由度侧翻预测模型；S3、进行不同结构参数组合的汽车前轮角阶跃工况下的侧翻稳定性模拟仿真，得到若干组不同结构参数组合工况下的汽车侧翻稳定性指标参数；S4、利用逆动力学理论，建立输入为汽车侧翻稳定性评价指标，输出为不同结构参数组合的神经网络模型；S5、利用仿真结果进行网络训练，构建车轮结构参数匹配和汽车侧翻稳定性之间的关系。本发明简单易实现、具有良好应用前景。

摘要： 本发明公开了一种基于逆动力学的无人机三维轨迹制导方法，属于无人机导航制导与控制技术领域；首先，针对某无人机的某个轨迹段，通过将解析法和数值迭代法相结合，依次对无人机的位置状态方程进行一级逆动力学解算，以及对无人机的地速和航迹角状态方程进行二级逆动力学解算，得到无人机的指令推力、指令迎角和指令航迹滚转角，再将这几个指令量输入已设计好的姿态控制回路，即可控制无人机的实际地速和位置，同时采用PID控制，使无人机的实际位置收敛于航路点之间的参考轨迹上；本发明可同时精确的控制无人机的地速和三维位置，在线调整无人机的期望飞行轨迹，且控制器计算成本低。

摘要： 本发明提出一种基于融合模型的机器人逆动力学前馈控制方法及系统，所述方法包括：构建机器人逆动力学的机理模型和神经网络数据模型；求取机器人各关节角位置误差、角速度误差以及角加速度误差；分别计算反馈控制器的输出、神经网络数据模型的输出、机理模型的输出；将反馈控制器的输出、神经网络数据模型的输出以及机理模型的输出相加，得到机器人的控制力矩。本发明在机器人逆动力学机理模型的基础上耦合神经网络数据模型，能克服逆动力学机理模型不精确性对控制性能造成的影响，提高机器人轨迹跟踪控制精度及抗干扰能力。

摘要： 本发明属于机器人铣削加工领域，并公开了一种逆动力学控制机器人直线加工的轨迹误差补偿方法。该方法包括下列步骤：(a)获取机器人末端在笛卡尔空间中的实际位姿和实际速度；(b)实时测量不同时刻机器人末端在笛卡尔空间中实际位姿和期望位姿之间的位姿偏差和速度偏差；(c)构建实际位姿、位姿偏差与机器人末端每个关节的关节角加速度的关系式(一)，计算获得机器人末端每个关节的关节角加速度；(d)构建关节角加速度与每个关节的驱动扭矩之间的关系式(二)，计算获得每个关节的驱动扭矩，以此补偿所述位姿偏差和速度偏差，进而实现机器人直线加工的轨迹补偿。通过本发明，实现机器人加工误差补偿，加工精度高，补偿效率快。

摘要： 本发明公开了一种机器人逆动力学模型的建模方法及系统，该方法包括：搭建循环神经网络，循环神经网络包括输入层、隐藏层和输出层，隐藏层包括外层和内层，外层包括外层遗忘门和外层重置门，内层包括内层遗忘门和内层重置门；利用循环神经网络训练机械臂的逆动力学模型；所述循环神经网络的输入数据为所述机械臂的运动状态，所述循环神经网络的输出数据为控制所述机械臂产生所述运动状态的扭矩，所述运动状态包括运动位置、运动速度和运动加速度；循环神经网络的隐藏层中内层输出的内层记忆单元数据更新外层的外层记忆单元数据，使时间序列的记忆信息得到更长时间的保留，从而提高了逆动力学模型输出预测扭矩的精度。