基于神经网络的平面五杆可调机构的动力学解析模型

应用Kane动力学方法对平面可调五杆机构进行了动力学分析,建立了平面五杆机构的动力学解析模型。并研究了构件几何参数和物理特性对广义驱动力矩的影响规律。在此基础上,应用BP神经网络对可调五杆机构逆动力学模型进行了辨识,将整个动力学模型系统分为3个子系统,分别采用BP神经网络系统对广义质量矩阵、向心力哥氏力矩阵和重力矩阵进行学习,求解得到可调平面五杆机构的逆动力学模型问题。     

机器人动力学自动建模软件系统

提出了一种用数字－符号法建立机器人动力学模型的简便、高效方法，该方法将模型矩阵中各元素的推导问题转化为特定条件下应用动力学递推公式求解驱动力和驱动力矩的问题。文中引入了一种线性链表的动态数据结构，将建模过程中复杂的数字、符号混合处理过程转化为简单的矩阵运算过程，降低了建模的复杂性。研制了自动建立机器人动力学模型的计算机软件，可自动生成动力学模型的各矩阵元素，并以实时代码形式输出。     

平面五杆并联机器人动力学分析

用拉格朗日法推导出平面五杆并联机器人的动力学模型,得出驱动力矩的表达式.通过对平面五杆并联机器人模型的分析,得出了平面五杆并联机器人的主动关节等效惯量、耦合惯量和驱动力矩的变化规律.结果表明,对于给定的运动规律,机构的位形对系统的主动关节等效惯量、耦合惯量和驱动力矩的影响较大.     

基于SIMULINK平面五杆机构运动学仿真

以MATLAB程序设计语言为平台,以平面可调五杆机构为主要研究对象,给定机构的尺寸参数,列出所要分析机构的闭环矢量方程,使用MATLAB软件中SIMULINK仿真工具,在SIMULINK模型窗口下建立数学模型、进行运动学仿真,优化机构参数。该方法编程工作量小、轨迹图形显示便捷,所建模型只需作少量更改即可适应连杆机构的不同特征值。     

基于Groebner基的平面五杆机构位置分析符号解

基于Groebner基法和计算机符号处理技术 ,对各种结构型式的平面两自由度五杆机构位置分析问题进行了符号求解。该法通过对变量的排序 ,建立多项式对的集合 ,求S -多项式 ,约简等运算 ,将一组多项式方程化简为一个同价的三角化方程组 ,得到了封闭形式的解析解。本文研制的软件可以适用于各种结构形式的平面两自由度五杆机构位置分析进行符号求解 ,导出的三角化的Groebner基不仅可以用于研究输入参数对输出构件位置的影响 ,也可以研究调节构件几何参数对输出构件位置的影响规律。     

一种零耦合度及部分运动解耦的空间2T1R并联机构动力学建模

针对一种零耦合度的空间2T1R并联机构,求解各构件速度与驱动副速度之间的关系矩阵;运用基于虚功原理的序单开链法,建立了机构的动力学模型,求解了机构的驱动力及连接2个SKC连接处运动副的支反力,进行算例验证;并就动力学方法求解的实时性,通过对比选用两种不同广义坐标时动力学方程求解所用的时间,给出优选广义坐标的建议.研究结...     

含间隙平面连杆机构的动力学概率分析

在含间隙平面连杆机构运动学概率分析的基础上，建立了含间隙平面连杆机构动力学参数的概率分析模型，给出了含间隙平面连杆机构动力学参数的概率数字特征值计算公式，并通过一简单的多间隙平面铰链四杆机构为例介绍了此模型的使用。整个模型以矩阵形式表达，避开了对机构输出表达式直接微分时复杂的数学运算，解决了机构输出参数误差的相关性问题。     

具有粘弹性本构关系的有限长细杆冲击问题的研究

有限长细杆冲击问题的分析由于引入了粘弹性本构关系而变得比较复杂。针对三参量模型研究了一个端部受冲击载荷作用的有限长细杆的动力学响应问题，并提出了一种新的基于振动和拉普拉斯变换相结合的全解析解法。     

基于ADAMS的装载机八杆机构动力学仿真研究

装载机工作装置的八杆机构力学分析是装载机设计的核心问题。基于ADAMS建立了装载机八杆机构装载工作装置动力学仿真模型,进行机械系统与液压系统模型的耦合仿真,分析了该装载装置的平移性、机构铰接点受力及液压缸长度变化等动力学性能。研究结果表明：动臂和摇臂各铰点受载情况与工作装置外载荷变化一致,分析结果对于研究装载机八杆机构关键构件的动态应力分布提供了有效数据。     

可调连杆机构非线性弹性动力学模型

为了研究可调连杆机构的动态行为，基于有限元方法、Lagrange方程建立了摇杆可调连杆机构的非线性弹性动力学模型。考虑到可调机构构件长度随时间变化，建模时采用变长梁单元将机构结构离散，并计及弹性杆件的轴向和横向弹性位移所引起的附加拉压应变等非线性因素。采用Cear法对非线性动力学方程进行了求解，分析了可调连杆机构的动力学响应特性。结果表明，选择适当的摇杆调节运动规律，可以减小机构构件的弹性变形量，降低最大动应力。     

RPR-RRP平面连杆机构等效转动惯量及其神经网络模型

在系统动能相等的条件下,以质点系动能和刚体绕质心转动动能为基础,引入多余坐标,通过平面连杆机构的非线性稳定的几何约束消去多余速度,导出了以原动件的位移为广义坐标和其他活动构件的位移为多余坐标表示的等效转动惯量的计算公式.为消去多余坐标引入了BP神经网络,建立了以广义坐标为自变量的等效转动惯量的数学模型.并以RPR-RRP平面六杆机构为例说明了等效转动惯量的计算过程.     

单自由度平面连杆机构等效转动惯量计算公式

在平面连杆系统动力分析及仿真中,需要对平面连杆机构系统建立等效的动力学模型,其中等效转动惯量是一个很重要的量,因此建立平面连杆机构等效转动惯量的解析计算公式是非常必要的。在系统动能相等的条件下,以质点系动能和刚体绕质心转动动能为基础,引入多余坐标,通过平面连杆机构的非线性稳定的几何约束消去多余速度,导出了以原动件的位移为广义坐标和其他构件的位移为多余坐标表示的等效转动惯量的计算公式,并以一个实例来说明等效转动惯量公式的使用,为平面连杆机构的过渡过程动态仿真提供了理论基础。     

柔性机构连接杆单元特性分析

本文介绍了机构位置变化对不同坐标系中运动参数变换的影响,对弹性杆梁单元的动能作了较为精确的计算;在未忽略惯性耦合项的基础上,导出了梁单元的运动方程式。该方程克服了目前应用的方程式的不足,可以比较全面地用来预测柔性机构系统的运动特性和动力特性。     

基于弧长法的平面连杆机构运动分析

将弧长法应用于平面连杆机构的运动解析,使得体系运动路径和形态稳定性跟踪可统一求解.基于有限元法,建立以驱动杆件伸长量为控制变量的连杆机构运动分析基本方程.提出弧长法求解体系运动路径的基本策略,并通过监测体系切线刚度矩阵最小特征值的变化来跟踪运动形态的稳定性.阐述了精确定位运动路径中奇异点的计算方法以及判别奇异点是否为运动分岔点的准则.进一步通过增加约束条件并修改控制方程,实现分岔路径的跟踪.将一采用“机构法”施工的柱面网壳简化为平面连杆机构,根据基于弧长法的机构运动分析方法分析了不同分段、不同吊索布置情况下机构的提升形态特点.计算结果表明：该弧长法计算策略能够有效实现平面连杆机构的施工路径模拟和临界状态的判别.     

Optimal design of dynamic and control performance for planar manipulator

k]A design and optimization approach of dynamic and control performance for a two-DOF planar manipulator was proposed. After the kinematic and dynamic analysis, several advantages of the mechanism were illustrated, which made it possible to obtain good dynamic and control performances just through mechanism optimization. Based on the idea of design for control (DFC), a novel kind of multi-objective optimization model was proposed. There were three optimization objectives: the index of inertia, the index describing the dynamic coupling effects and the global condition number. Other indexes to characterize the designing requirements such as the velocity of end-effector, the workspace size, and the first mode natural frequency were regarded as the constraints. The cross-section area and length of the linkages were chosen as the design variables. NSGA-II algorithm was introduced to solve this complex multi-objective optimization problem. Additional criteria from engineering experience were incorporated into the selecting of final parameters among the obtained Pareto solution sets. Finally, experiments were performed to validate the linear dynamic structure and control performances of the optimized mechanisms. A new expression for measuring the dynamic coupling degree with clear physical meaning was proposed. The results show that the optimized mechanism has an approximate decoupled dynamics structure, and each active joint can be regarded as a linear SISO system. The control performances of the linear and nonlinear controllers were also compared. It can be concluded that the optimized mechanism can achieve good control performance only using a linear controller.     

Dynamic modeling and analysis of 3-RRS parallel manipulator with flexible links

The dynamic modeling and solution of the 3-(R)RS spatial parallel manipulators with flexible links were investigated. Firstly, a new model of spatial flexible beam element was proposed, and the dynamic equations of elements and branches of the parallel manipulator were derived. Secondly, according to the kinematic coupling relationship between the moving platform and flexible links, the kinematic constraints of the flexible parallel manipulator were proposed. Thirdly, using the kinematic constraint equations and dynamic model of the moving platform, the overall system dynamic equations of the parallel manipulator were obtained by assembling the dynamic equations of branches. Furthermore, a few commonly used effective solutions of second-order differential equation system with variable coefficients were discussed. Newmark numerical method was used to solve the dynamic equations of the flexible parallel manipulator. Finally, the dynamic responses of the moving platform and driving torques of the 3-RRS parallel mechanism with flexible links were analyzed through numerical simulation. The results provide important information for analysis of dynamic performance, dynamics optimization design, dynamic simulation and control of the 3-RRS flexible parallel manipulator.     

基于SimMechanics的一种六杆机构运动学仿真

设计了一种六杆机构,利用SimMechanics工具箱对六杆机构建模,进行了运动学分析,并对仿真参数及机构几何参数改变前后进行了对比。仿真结果表明了仿真模型、运动学分析的正确性及改变仿真参数和机构几何参数实现预定运动规律的可行性。所积累数据为下一步机构动力学分析和机构优化设计打下基础。     

函数生成机构的稳健性综合

连杆机构的真实输出和期望输出之间的误差一般由结构误差和机械误差2部分组成，尽管采用确定性的优化方法可以使机构只产生很小的结构误差，但由于各构件尺寸制造误差和各运动副间隙可能会造成显著的机械误差，理论上可行的机构实际上往往是不可行的。为此，将这2种误差综合在一起考虑，建立了机构输出误差的概率模型，提出了函数生成机构的稳健性综合方法。对于给定的置信水平借助于置信系数的概念将概率约束转化为确定性约束，从而机构稳健性综合被构造成确定性非线性优化问题。最后以一个生成函数的铰链四杆机构为例进行了数值计箅。