平面机构中虚约束问题的探讨

平面机构中虚约束的存在,给制造加工和机构运动分析带来了诸多不便.从虚约束的定义出发,分析了机构中虚约束存在的几种形式和虚约束成立的充分必要条件,给出了虚约束的判定步骤和机构中虚约束数的计算方法.     

平面机构自由度求解中低副高代去除轨迹点重合虚约束

针对平面机构自由度求解中轨迹点重合的虚约束问题,提出低副高代的虚约束去除方法。对轨迹点重合的虚约束在平面运动副中的存在情况进行分析,以椭圆仪机构和齿轮直线机构为例,对其存在的位置进行分析,并进一步研究去除该虚约束的机构方案。结果表明：若平面机构中存在轨迹点重合的虚约束,该轨迹点重合的虚约束并不存在于某个固定的运动副上;在两构件距离不变的两点间加入构件和运动副类虚约束是轨迹点重合虚约束的特例;在不减少构件数目的情况下可以采用将转动低副变成平面高副,去除轨迹点重合虚约束。     

虚约束消除方法的研究

在机构中通常有与其他约束重复而不起限制作用的约束称为虚约束。无虚约束机构可以大副度降低对机构尺寸制造精度的要求，降低生产成本，减轻装配难度，提高机构的传动性能和使用寿命。根据在机构中虚约束发生的几种情况，提出采用几种方法消除虚约束。这些方法在实践中被证明是行之有效的。     

工程中虚约束的应用

分析了常用机构中的虚约束 ,揭示了虚约束在工程中的重要作用 .     

机械学中虚约束的判定准则

本文论述了机构中存在虚约束的充分必要条件及虚约束的判定准则。     

平面机构的虚约束

平面机构的虚约束问题,是设计和分析机构对应考虑的重要内容之一。本文从轨迹重合及速度相等的观点出发,将虚约束分为两大类,为掌握这方面的知识提供了方便。     

虚速度原理和虚加速度原理及其应用

本文研究了完整约束系统的虚速度和虚加速度以及工程技术中常用的理想约束实例。提出加速度能定理，给出虚速度原理以及虚加速度原理的充分性证明．举例说明了Ｊｏｕｒｄｉａｎ原理和Ｇａｕｓｓ原理的应用．     

一类欠驱动机械系统的虚约束动态伺服控制

为了克服欠驱动机械系统无法对任意点和轨迹进行跟踪的缺点,扩大欠驱动机械系统应用领域,研究一类欠驱动机械系统的动态伺服控制问题,动态伺服控制通过规划和跟踪特定轨迹来实现任意位形空间点的瞬时可达.采用虚约束方法来规划动态伺服轨迹,通过构造自由度之间的约束关系,并对约束作用下系统零动态进行分析,可以方便获得符合系统特性的周期轨道;利用虚约束函数与轨道函数之间的内在联系,基于Lyapunov稳定性理论设计轨迹跟踪控制器.最后,在Acrobot实物平台上进行了实验,实验结果证明轨迹规划方法和控制方法的有效性.     

替代机构及其在堆包机设计中的应用

从虚约束概念出发,介绍罗伯特定理及替代机构在堆包机设计中的应用和实例,以及罗伯特定理的一种证明方法。     

SDH虚级联中的最优化路径选择

虚级联技术的同步数字体系（SDH）网络中，虚级联组成员的选路将是一个完全非确定多项式（NP-complete）问题．为优化网络资源以及保证新加虚级联组的成员的相对延迟在系统允许的范围内，提出了双向约束路径优化算法（TSOP）．仿真结果表明, 该算法优于已有的k个最短路径算法和可改链路权重的k个最短路径算法．     

敏捷夹具装配约束完备性检验

由于定位夹紧方法的多样性和装配顺序约束的灵活性以及工件、定位元件、夹紧元件装配的复杂性，装配约束完备性检验一直未得到解决。中论述了装配约束完备性概念，提出了一种装配关系的表达与装配约束的描述方法，进行了敏捷夹具装配约束完备性分析，给出了约束完备性实例和约束完备性检验判定式。     

广义第二类拉格朗日方程及其对非完整力学系统的应用

对于理想约束，按照广义理想约束力是否为零，把理想约束分为完全理想约束和不完全理想约束，对于一个物理模型确定的有约束力学系统，解除其实现运动约束的物理条件，代之以相应的约束力，这样就无须考虑运动约束加在虚位移上的限制条件，而建立起含有广义不完全理想约束力的广义第二类拉格日朗方程，并考虑到运动约束方程，就构成了该约束系统的封闭动力学方程组。     

一个约束逻辑的消解原理

为变量受约束理论约束的子句引入一种消解原理的约束逻辑方法。约束可看成量词限制,滤去那些约束理论的任何解释都可指定给带有这样的限定量词公式的变量值。本文提出了一种约束子句的消解原理,其中测试是否满足约束理论的约束取代了一致化。研究表明,如果约束子句集不满足约束理论当且仅当对约束理论的每一模型,能推出一约束空子句,而该空子句的约束在模型中是可满足的,那么约束消解是合理的和完备的     

基于路径理论的服装模型约束求解技术

为了确定复杂的服装约束系统求解顺序,根据图论路径理论,并结合曲线约束系统求解特点,给出相关矩阵运算规则和路径确定的层次法则、包含法则、自治法则、累加法则.服装特征框架(GFF)是服装曲面生成的基础,也是服装约束求解的对象.将服装特征框架（GFF）表示为服装约束简单图（GCG）,描述了服装约束定义及分类,给出每个约束的约束权值,进而给出GCG的邻接矩阵(GCGM).当修改某元素后,通过对GCGM的一系列处理和路径确定法则的具体应用,确定该元素对应的服装约束求解路径,按照求解路径搜索最终完成其他元素的修改,从而生成新的GFF.服装约束求解实例说明了该算法的有效性.     

组合体的隐式几何特征位约束理论研究

基于基元体的形体特征,提出了基元体的隐式几何形状特征位的概念,给出了隐式几何形状特征位的分类;同时提出了组合体的隐式几何特征位约束的概念,给出了组合体的隐式几何特征位约束的分类、其对定位尺寸隐含性缩减的性质、对定位尺寸的缩减度、约束的优先级别划分.基于以上理论分析,通过判定各基元体之间的隐式几何特征位约束之间的相互关系,给出了基于隐式几何形状特征位的组合体尺寸约束解的求解公式,并用原型系统对所提方法进了实现,证明方法的正确性.     

基于设计信息约束网的产品设计过程建模与仿真

从产品设计过程动态离散系统管理的实际需求出发,以在产品设计信息约束条件下设计活动的管理和优化为中心,提出设计信息约束网的概念,解决了各设计活动间信息约束关系的表达,给出了由设计信息约束网向基于Petri网的工作流模型转换的算法和步骤。最后,以某商用办公楼设备设计过程为例,进行建模和仿真分析,利用CPN Tools仿真软件验证了本文方法的正确性和有效性。     

不同约束下机组组合决策结果的分析

机组组合因其约束集合的不同而具有不同的侧重点,因而适用于不同的场景。本文以单母线模型、计及直流潮流约束、计及交流潮流约束三类不同约束集下的机组组合问题为例,通过对决策结果的分析,探讨了网络约束制约机组启停的机理及三者之间的关联关系,并对其各自适用的场合提出建议。     

基于平行机构约束链的三轴联动平台误差分析与建模

并联机器人中的约束链处于从动地位,由约束链产生的误差很难消除,直接影响到整个机构的运动精度,研究约束链误差对并联机器人整体误差的影响具有重要意义。以设计的三轴联动平台为例,分析了具有平行机构约束链的机构误差问题,建立了平行机构约束链误差数学模型。通过实例分析可以看到,具有平行机构的约束链转角误差和杆长对终端误差影响较大,误差是随交角变化的函数,由此可以找到误差最小的姿态。     

带约束处理的PI型广义预测控制

在PI型广义预测控制(PIGPC)的基础上,使用Lagrange乘子法处理输入输出的约束条件,从而求得带约束处理的PI型广义预测控制。在线性系统中对控制量及输出量的约束可以转化为对控制增量的约束,通过添加松弛变量将简化的不等式约束转化为等式约束,采用求解等式约束的方法求解不等式约束的最优解。仿真结果表明,加入约束处理后可有效限制系统的输入输出,算法更加符合实际应用的要求。     

Integral ear elimination and virtual point-based updating algorithms for constrained Delaunay TIN

Constrained Delaunay Triangular Irregular Networks (CD-TIN), a kind of special data structure, have many practical applications in Geoinformatics, especially in the representation of linear constrained triangulation for DTM and DSM, such as in digital city and digital mine. Past researches on D-TIN mainly focused on point insertion and deletion without consideration of constraint, and that on CD-TIN usually paid more attention to the insertion algorithms for points and edges, but little to the deletion algorithms. The presented algorithms are far insufficient for the dynamic updating of CD-TIN. In this paper, the constraint edge in CD-TIN is considered to be any set of broken lines, i.e., polygon edges, broken lines and simple segments. The constraint edge may be composed of one or more constraint segments, and it is allowed to be in any form: Open or close, intersection or self-intersection. By improving to present insertion and deletion algorithms for D-TIN, two new algorithms for CD-TIN updating are presented. According to the polymorphism of the constraints in CD-TIN, virtual point is adopted to represent the crossing node between constraint edges when a constraint edge is inserted in CD-TIN. Two new algorithms named as Integral Ear Elimination (IEE) and Influence Domain Retriangulation for Virtual Point (IDRVP) are presented, the former is for constraint point deletion, while the later is for the insertion and deletion of constraint edge. The principle of IDRVP is that to divide the influence domain of a virtual point into some parts by the constraint-keeping edges, and to retriangulate each part of the influence domain individually referring to the constraint visible property and constraint empty circle (CEC) criterion. Finally, a prototype system is developed with VC++, one case on the integration of 3D terrain and buildings is demonstrated to test the correctness of new algorithms. It shows that the new algorithms are effective for the updating of CD-TIN.