Kane方程

摘要： 针对目前飞行员操纵舒适性难以定量描述的问题,构建飞行员上肢6自由度模型,利用惯性测量单元(IMU)测量飞行员动态操纵过程中的姿势数据,求取位移、速度、加速度,结合生物力学参数,采用旋量形式的Kane方程求出关节力矩,建立了飞行员的操纵舒适性定量评价模型.模拟典型的武器发射作战任务,在4种控制装置的布局设计方案中,平均舒适性得分为0.461、0.554、0.466、0.539,方案2的操纵舒适性水平最高,证明了模型和方法的可行性.为驾驶舱的优化布局和操纵工效的评估提供参考依据.关键词:飞行员;操纵舒适性;关节力矩;惯性测量单元(IMU);Kane方程摘要:针对目前飞行员操纵舒适性难以定量描述的问题,构建飞行员上肢6自由度模型,利用惯性测量单元(IMU)测量飞行员动态操纵过程中的姿势数据,求取位移、速度、加速度,结合生物力学参数,采用旋量形式的Kane方程求出关节力矩,建立了飞行员的操纵舒适性定量评价模型.模拟典型的武器发射作战任务,在4种控制装置的布局设计方案中,平均舒适性得分为0.461、0.554、0.466、0.539,方案2的操纵舒适性水平最高,证明了模型和方法的可行性.为驾驶舱的优化布局和操纵工效的评估提供参考依据.

摘要： 针对目前飞行员操纵舒适性难以定量描述的问题,构建飞行员上肢6自由度模型,利用惯性测量单元(IMU)测量飞行员动态操纵过程中的姿势数据,求取位移、速度、加速度,结合生物力学参数,采用旋量形式的Kane方程求出关节力矩,建立了飞行员的操纵舒适性定量评价模型。模拟典型的武器发射作战任务,在4种控制装置的布局设计方案中,平均舒适性得分为0. 461、0. 554、0. 466、0. 539,方案2的操纵舒适性水平最高,证明了模型和方法的可行性。为驾驶舱的优化布局和操纵工效的评估提供参考依据。

摘要： 研究了冗余驱动平面4-RRR并联机构与非冗余驱动平面3-RRR并联机构的刚体动力学建模及其性能比较.首先,从运动学角度出发,推导了两种机构的运动学逆解模型.其次,基于Kane方程和多体理论,提出了一种模块化建模方法.该方法简捷、高效,可有效简化动力学建模过程,并可获得结构紧凑的系统动力学模型,对于控制策略的构建极为便利.最后,在MATLAB编程环境下,分别从运动学与动力学性能指标、逆刚体动力学仿真等方面对两种机构进行了比较分析,验证了冗余驱动在规避奇异、提升系统动态性能等方面的有效性,为后续基于模型的控制策略设计奠定了理论基础.

摘要： 为提高船舶救生模拟训练系统中自由降落式救生艇运动仿真的精度,首先分析了救生艇两种释放方式的运动过程,将救生艇自由降落过程分为下滑、旋转、自由下落、入水这4个阶段,并对每个阶段进行受力分析,建立运动方程.根据动量理论和切片理论计算救生艇入水时所受砰击力,利用插值计算方法对救生艇横截面半宽和其入水时的附加质量进行计算,利用Kane方程为吊放救生艇的过程建立运动学方程.最终将数学模型应用到船舶救生模拟训练系统中,该模型能够满足系统需求,提高了仿真的逼真度.

摘要： 旋量是机器人研究中的重要工具,且其计算优势明显,建模过程几何意义突出.将挖掘机视作4自由度单开链机构,根据旋量理论建立了挖掘机动力学模型,旋量将挖掘机末端铲斗轨迹的位置与姿态变量分离,为提高控制精度奠定基础,且其计算简洁,利于实现挖掘机轨迹实时控制.文中根据旋量理论求取了挖掘机上部转台、 动臂、 斗杆与铲斗的物体雅可比矩阵,分别表示作用于挖掘机上部转台、 动臂、 斗杆与铲斗的主动力旋量与惯性力旋量,通过旋量形式Kane方程,建立了置于刚性水平土壤基上的挖掘机工作装置动力学模型.最后由相关挖掘机参数进行仿真,结果验证了所建模型的正确性.%Screw theory is an important tool in research of robots, also with its obvious advantages in computing, the geometric significance is more apparent in the process of modeling .By observing the hydraulic excavator as a single open chain mechanism with 4 degrees of freedom ( 4DOF) , its dynamic equations were established with using screw-based Kane equations.The position and orienta-tion variables of the trajectory of end bucket of excavator were separated based on screw theory, which laid a foundation for improving precision control, with its simplicity in computing, was helpful for implement real-time control of the trajectory of end bucket of excava-tor.The body Jacobian matrix of the upper rotational platform with the cab, boom arm and bucket of the excavator were gained based on the screw theory, which presented their generalized active wrench force and inertial wrench force in every respect.Through the screw type of Kane' s equations, the dynamics model of end bucket of the excavator rested on a rigid horizontal soil foundation was estab-lished.Finally the correctness of the established model is verified from the simulation results of related parameters of the excavator.

摘要： 针对挠性航天器利用柔性空间机械臂在轨操作目标进行分析.首先利用Kane方程和假设模态法对挠性航天器上安装有柔性空间机械臂的系统进行动力学建模.其次,采用修正的罗德里格斯参数描述机械臂末端相对服务航天器的姿态,利用五次多项式对机械臂末端的相对位置与姿态进行规划,并将目标航天器的相对运动进行补偿,基于雅克比矩阵的广义逆求解机械臂关节运动规律.然后,将反馈控制与扩张状态观测器结合,分别设计了航天器姿态稳定控制器和机械臂轨迹跟踪控制器.最后,对柔性空间机械臂捕获目标航天器以及安装模块的过程进行闭环数值仿真,结果表明,所设计的控制器能够使机械臂跟踪期望轨迹,同时使得航天器姿态趋于稳定,机械臂可以较高精度完成在轨操作.

摘要： 对通过阻尼机构连接的多柔体航天器动力学问题进行研究,考察的系统由航天器本体、若干六自由度刚性阻尼平台以及固连于阻尼平台的大柔性附件构成,阻尼平台与航天器本体之间以弹性-阻尼装置连接,为典型的多柔体系统.以混合坐标描述系统的运动,利用Kane方程建立了具有较强通用性且有利于系统控制器设计的含有约束阻尼的动力学模型.数值仿真结果表明,阻尼器可有效衰减柔性附件的振动,有利于星体受扰后的快速稳定.%The dynamics of spacecraft with root damper of antenna mast is investigated.The system consists of a spacecraft main-body,several six-freedom rigid damper platforms and flexible appendages which are connected with the damper platforms.The damper platforms are connected with the main-body by elasticity-damp mechanisms.Hybrid coordinates are used to describe the system motion.System dynamics which are established via using Kane''s equations have better versatility and are advantageous to controller design.Numerical simulation results show that the damper can efficiently attenuate elastic vibration of the appendages,which is beneficial for spacecraft rapid stabilization after disturbance.

摘要： An adaptive non-singular terminal sliding mode (ANTSM) control method is proposed for trajectory tracking control of space manipulators actuated by scissored-pair control moment gyroscopes (CMGs).Equations of motion are derived by means of recursive algorithms based on Kane's equations.The non-singular terminal sliding surface with the tracking error as the variable is constructed to ensure that the tracking error converges to zero in finite time on the sliding surface.The adaptive laws are also proposed for the control gain's adjustment on account of the uncertainties of the system quality characteristic parameters and unknown disturbances.The control method does not need to know the upper bounds of the uncertainties and the closed loop system is uniformly ultimately bounded.Simulation results verify the effectiveness of the proposed controller combined with the accuracy of tracking expected trajectory and the robustness on the inertia parameter uncertainties and disturbance torque of joints.%针对V构型控制力矩陀螺(CMGs)驱动的空间机械臂的轨迹跟踪控制问题,研究一种自适应非奇异终端滑模(ANTSM)控制方法.利用基于Kane方程的递推组集算法建立了系统的动力学模型.以跟踪误差为变量,构造非奇异滑动面,以保证跟踪误差在滑动面上有限时间收敛.针对系统质量特性参数与关节处干扰力矩的不确定性,设计自适应控制器用以调节控制增益.该控制方法无需不确定性的上界,且闭环系统具有最终一致有界性.仿真结果表明,该控制器可使系统准确跟踪期望轨迹,并对质量特性参数不确定性和关节干扰力矩具有良好的鲁棒性.

摘要： 现代航天器在设计时必须考虑其柔性的影响,而且它工作在失重环境下,地面试验十分困难,因此对其进行理论分析和仿真具有重要的实际意义.比较详细的阐述了应用柔性多体系统动力学和Kane方程进行帆板展开过程动力学建模的方法.以国产某型号航天器为例,同时考虑4块帆板的柔性,应用ADAMS软件对帆板的展开过程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,为航天器帆板的设计提供了一定的理论依据.

摘要： 现代航天器在设计时必须考虑其柔性的影响,而且它工作在失重环境下,地面试验十分困难,因此对其进行理论分析和仿真具有重要的实际意义.比较详细的阐述了应用柔性多体系统动力学和Kane方程进行帆板展开过程动力学建模的方法.以国产某型号航天器为例,同时考虑4块帆板的柔性,应用ADAMS软件对帆板的展开过程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,为航天器帆板的设计提供了一定的理论依据.

摘要： 现代航天器在设计时必须考虑其柔性的影响,而且它工作在失重环境下,地面试验十分困难,因此对其进行理论分析和仿真具有重要的实际意义.比较详细的阐述了应用柔性多体系统动力学和Kane方程进行帆板展开过程动力学建模的方法.以国产某型号航天器为例,同时考虑4块帆板的柔性,应用ADAMS软件对帆板的展开过程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,为航天器帆板的设计提供了一定的理论依据.

摘要： 现代航天器在设计时必须考虑其柔性的影响,而且它工作在失重环境下,地面试验十分困难,因此对其进行理论分析和仿真具有重要的实际意义.比较详细的阐述了应用柔性多体系统动力学和Kane方程进行帆板展开过程动力学建模的方法.以国产某型号航天器为例,同时考虑4块帆板的柔性,应用ADAMS软件对帆板的展开过程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,为航天器帆板的设计提供了一定的理论依据.

摘要： 现代航天器在设计时必须考虑其柔性的影响,而且它工作在失重环境下,地面试验十分困难,因此对其进行理论分析和仿真具有重要的实际意义.比较详细的阐述了应用柔性多体系统动力学和Kane方程进行帆板展开过程动力学建模的方法.以国产某型号航天器为例,同时考虑4块帆板的柔性,应用ADAMS软件对帆板的展开过程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,为航天器帆板的设计提供了一定的理论依据.

摘要： 现代航天器在设计时必须考虑其柔性的影响,而且它工作在失重环境下,地面试验十分困难,因此对其进行理论分析和仿真具有重要的实际意义.比较详细的阐述了应用柔性多体系统动力学和Kane方程进行帆板展开过程动力学建模的方法.以国产某型号航天器为例,同时考虑4块帆板的柔性,应用ADAMS软件对帆板的展开过程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,为航天器帆板的设计提供了一定的理论依据.

摘要： 本研究与清华大学协作研究了飞机在敞开式弹射救生时,高速气流吹袭下人体上肢的甩打运动,建立了上肢三刚体七自由度模型,用多体动力学理论中的Kane方法建立了动力学方程,考虑了手臂关节软组织对关节运动的阻滞作用,编制了仿真计算软件,对上肢甩打运动进行了仿真计算,计算结果通过真人风洞试验得到了验证.为航空救生气流吹袭问题研究建立了理论研究的新方法.

摘要： 本研究与清华大学协作研究了飞机在敞开式弹射救生时,高速气流吹袭下人体上肢的甩打运动,建立了上肢三刚体七自由度模型,用多体动力学理论中的Kane方法建立了动力学方程,考虑了手臂关节软组织对关节运动的阻滞作用,编制了仿真计算软件,对上肢甩打运动进行了仿真计算,计算结果通过真人风洞试验得到了验证.为航空救生气流吹袭问题研究建立了理论研究的新方法.

摘要： 本研究与清华大学协作研究了飞机在敞开式弹射救生时,高速气流吹袭下人体上肢的甩打运动,建立了上肢三刚体七自由度模型,用多体动力学理论中的Kane方法建立了动力学方程,考虑了手臂关节软组织对关节运动的阻滞作用,编制了仿真计算软件,对上肢甩打运动进行了仿真计算,计算结果通过真人风洞试验得到了验证.为航空救生气流吹袭问题研究建立了理论研究的新方法.

摘要： 本研究与清华大学协作研究了飞机在敞开式弹射救生时,高速气流吹袭下人体上肢的甩打运动,建立了上肢三刚体七自由度模型,用多体动力学理论中的Kane方法建立了动力学方程,考虑了手臂关节软组织对关节运动的阻滞作用,编制了仿真计算软件,对上肢甩打运动进行了仿真计算,计算结果通过真人风洞试验得到了验证.为航空救生气流吹袭问题研究建立了理论研究的新方法.

摘要： 本发明涉及一种基于Kane方程的充液柔性航天器动力学建模方法，涉及航天宇航科学与技术领域。包括1、针对航天器系统各个部分的运动，选择恰当的广义速率进行描述和表示；2、采用步骤1中选取的广义速率表示系统各个部分的速度和角速度；3、确定系统的偏速度和偏角速度；步骤4、对步骤3中得到的偏速度和偏加速度作线性化，进而推导出系统各部分线性化后的加速度和角加速度，由此得到系统的广义惯性力；步骤5、由步骤4中得到的线性化后的偏速度和偏角速度，推导出系统受到的广义作用力；步骤6、将步骤4和步骤5中得到的广义惯性力和广义作用力代入到Kane方程中，把所有的广义速率组成系统的状态向量后，得到集成形式的航天器动力学模型。

摘要： 本申请提供了一种方程式赛车的后桥及方程式赛车，后桥包括：一对规格相同的驱动电机、一对结构相同的齿轮减速机、一对结构相同的车轮轴、一对结构相同的减速机支架和一对结构相同的电机支架；一对齿轮减速机分别通过一对所述减速机支架固定设置于车架上；所述齿轮减速机的箱体的顶部开设有第一安装孔；一对所述驱动电机分别通过一对所述电机支架固定设置于所述车架上，一对所述驱动电机的输出轴分别与一对所述齿轮减速机传动连接；一对所述车轮轴的一端与所述齿轮减速机的输出端固定连接，一对所述车轮轴的另一端分别与左右车轮固定连接。本申请解决了如何提高方程式赛车传动系统的传动稳定性的同时减少传动系统对车架的占用空间的技术问题。

摘要： 本发明涉及一种基于Kane方程的充液柔性航天器动力学建模方法，涉及航天宇航科学与技术领域。包括1、针对航天器系统各个部分的运动，选择恰当的广义速率进行描述和表示；2、采用步骤1中选取的广义速率表示系统各个部分的速度和角速度；3、确定系统的偏速度和偏角速度；步骤4、对步骤3中得到的偏速度和偏加速度作线性化，进而推导出系统各部分线性化后的加速度和角加速度，由此得到系统的广义惯性力；步骤5、由步骤4中得到的线性化后的偏速度和偏角速度，推导出系统受到的广义作用力；步骤6、将步骤4和步骤5中得到的广义惯性力和广义作用力代入到Kane方程中，把所有的广义速率组成系统的状态向量后，得到集成形式的航天器动力学模型。

摘要： 本发明提出基于状态方程的显式欧拉法符号网络常微分方程识别方法。本发明所述方法首先通过数值模拟准备识别方程所用的数据集，将位移数据与速度数据组合成状态向量；将状态向量形式的数据送入符号网络进行学习，网络的深度推进格式采用显式欧拉法，每一个符号网络循环块的输入都作为下一个网络循环块的输入以此提高网络对长期时域信号的学习能力；将最终学习到的方程形式与真实方程作比较并用学习到的方程作预测曲线与真实的曲线对比来验证学习方程的准确性。所述方法智能化学习程度更高，所需先验知识更少，实用性更广模型搭建的难度更低。

摘要： 本申请提供了一种方程式赛车的后桥及方程式赛车，后桥包括：一对规格相同的驱动电机、一对结构相同的齿轮减速机、一对结构相同的车轮轴、一对结构相同的减速机支架和一对结构相同的电机支架；一对齿轮减速机分别通过一对所述减速机支架固定设置于车架上；所述齿轮减速机的箱体的顶部开设有第一安装孔；一对所述驱动电机分别通过一对所述电机支架固定设置于所述车架上，一对所述驱动电机的输出轴分别与一对所述齿轮减速机传动连接；一对所述车轮轴的一端与所述齿轮减速机的输出端固定连接，一对所述车轮轴的另一端分别与左右车轮固定连接。本申请解决了如何提高方程式赛车传动系统的传动稳定性的同时减少传动系统对车架的占用空间的技术问题。

摘要： 本申请提供了一种方程式赛车的避震器悬架和方程式赛车，避震器悬架包括：中间避震组件、水平压杆、连杆、左轮摇块和右轮摇块；中间避震组件与左轮避震组件和右轮避震组件均位于同一平面上，且中间避震组件平行于左轮避震组件和右轮避震组件，并设置于左轮避震组件与右轮避震组件的对称中心线处，中间避震组件的前端通过中间吊耳与车架固定连接，中间避震组件的后端与水平压杆的中间点转动连接；连杆有两条，两条连杆的尾端各自分别与水平压杆的两个端部转动连接，两条连杆的前端分别各自与左轮摇块和右轮摇块转动连接。本申请解决了现有的第三弹簧占据车架的高度空间较大，严重影响赛车手的视线，同时还增大了赛车的空气阻力的技术问题。

摘要： 伯努利方程实验仪及使用其验证伯努利方程的方法，该实验仪包括支架1，支架1安装在支架座2上，支架座2一侧放置有烧杯3，支架1在与烧杯3同一侧上部设有垂直于支架1的竖直杆向外伸出的第一支架片4，第一支架片4上设有第一轴承5，T型三通管6的竖直管穿过第一轴承5与第一支架片4竖直向下没入烧杯3，电机7、转数记录器8及数位化激光转速计9均设置在支架1上部的横杆上，电机7与T型三通管6连接，转数记录器8与电机7连接，支架1上设置数位化激光转速计9的横杆处开有激光小孔10，T型三通管6的横管在与激光小孔10竖直对齐处设有感光纸片贴11，测量装置12用于测量T型三通管6的竖直管的水位上升高度。

摘要： 本发明公开了一种氧化锌非线性电阻特性方程及方程式常数测定方法，它是以下列方程式来表示：A.依据电流I计算电压U的方程：U=U

摘要： 本实用新型公开了一种方程式赛车举升结构及方程式赛车，包括固定支座、第一连杆、举升杆和第二连杆组件，第一连杆与固定支座可拆卸连接，举升杆可拆卸安装在两个所述第一连杆之间，第二连杆组件与第一连杆组件可拆卸连接，能够实现举升结构的可拆卸连接，使举升结构具有更强的可维护性和可替换性。第一连杆、第二连杆组件和单体壳后隔板之间形成三角形，能够使举升结构更稳固。第二连杆组件包括碳纤维管和碳管接头，碳管接头的设置能够保证连接强度，通过使用碳纤维管，能够保证举升结构的轻量化，相比于一体式铣削成型举升机构，质量更轻、装配更灵活、耗材更少。

摘要： 本实用新型公开了一种用于方程式赛车的传动装置和方程式赛车，该传动装置突破性地结合使用齿轮传动和链传动相机和的方式作为该传动装置的核心部件，结合齿轮传动和链传动的两种传动方式的优点病进行合理匹配，共同发挥作用，大幅度地提高了该传动装置的传动性能，这样，有利于提高带有该传动装置的方程式赛车的整体性能。根据发动机的特性设计合适的传动比，利用行星齿轮减速器实现传动比分配，具有传动效率高的特点，将明显提高该传动装置的传动性能。