基于RecurDyn的4自由度液压机器人的动力学建模研究

为了全面分析4自由度液压机器人的综合性能,提出了基于数字化虚拟样机RecurDyn的仿真方法。以1台试验性4自由度液压机器人为对象,系统研究机器人的运动学特征。在RecurDyn中导入由CATIA建立的几何模型进行动力学的仿真分析,并通过Matlab对运动学和动力学进行数学建模计算来验证RecurDyn的正确性。该研究方法从系统的角度对4自由度液压机器人的性能进行了综合评估,提高了产品的开发速度和精度,降低了开发成本。     

挖掘机动臂能量回收系统仿真程序设计

针对变量马达-发电机-超级电容型的挖掘机动臂能量回收装置,以Matlab/Simulink为平台,结合Simscape模块建立仿真程序,代替真实的实验系统进行电机和发动机联合工作控制策略设计的任务,以简化实验,降低研发成本。以Simmechanics实现挖掘机动臂动力学特性模拟,以embedded function建立了泵、发动机、电机及能量回收系统等功能子模块,并以信号发生器实现通过负载模拟系统记录的流量和压力数据进行过程仿真。最后通过仿真实验验证了该程序的正确性。     

遥操作机器人执行末端的力反射型变增益力反馈算法

在以遥操作工程机器人执行末端为从端的力反馈双向伺服系统中,为了使主端受力真实地反映从端执行末端叉手所受的环境力,在力反射型算法的基础上,提出了一种变增益力反馈算法。根据机器人叉手的运动模型建立叉手液压缸位移与驱动力关系的数学模型,以此调节主端的力反馈控制增益。为了验证该算法的优越性,将该算法与常用的力反射型算法进行了比较实验。实验证明,该算法在保证系统稳定性的前提下,精确地反映了机器人叉手在运动中的惯性力和阻尼力所带来的影响,操作者可以更为真实地感知机器人从手所受环境力的变化,有利于系统工作性能的提高。     

液压二自由度力反馈操纵杆设计

 开发了一种用于遥操作双向伺服系统力反馈工作的液压二自由度力反馈操纵杆.该操纵杆采用PID控制器控制的电液伺服系统进行驱动,可以有效地解决一般电机型力反馈操纵杆在刚度和响应速度方面不足的问题.介绍了系统的软硬件构成,并通过对系统运动性能的分析,设计了用于该系统的力反射型力反馈算法,最后通过实验验证了该算法的有效性.实验证明,该操纵杆具有较好的力反馈操作特性,能够满足遥操作系统力反馈工作的需要.     

直升机飞行动力学建模及仿真

为了在直升机飞行模拟器上实现虚拟驾驶,建立了六自由度的直升机动力学模型。该模型以拉格朗日方程为基础,以实时获取的驾驶杆状态信息为输入,对直升机受力进行了简化分析。采用龙格库塔法进行动力学模型的实时解算。最后通过与实际试飞数据比较以及仿真画面,验证了此动力学模型和仿真算法具有较高的可靠性,能更精确地对直升机机动飞行科目进行预先性研究。     

遥操作机器人的新型力反馈算法*

在采用液压挖掘机改造的遥操作机器人双向伺服控制系统中,针对大臂和前臂两个自由度构建力反馈控制算法。以准确地获取从端机器人与环境的作用力,使反馈力能够更好地反映从端工作状况为目的,采用构建干扰力补偿项的方法消除干扰力对反馈力的影响;以机器人转角为输入,以空载时检测到的液压缸作用力为输出,通过径向基函数构建干扰力补偿项,此补偿项可对多种因机器人的机械本体动力学特性产生的干扰力之合力进行补偿。实验证明,在以液压机构为从手的双向力反馈系统中,通过构建干扰力补偿项的方法提高力反馈效果的方法是可行的,采用的带有干扰力