柔性空间机械臂的动力学仿真及控制

介绍了柔性机械臂的基本理论及建模方法,利用有限元软件ANSYS创建机械臂的模态中性文件,并导入到多体系统动力学仿真软件ADAMS中,替换掉机械臂的相应刚性结构部分,进行运动学和动力学仿真,对比分析柔性体对机械臂末端执行器运动精度及动力学特性的影响,再进行ADAMS和MATLAB的联合仿真,在simulink中建立反馈控制方案,实现机械臂末端执行器运动轨迹的精确调控,为空间机械臂的优化设计提供参考和依据。     

柔性机械臂运动学性能分析与控制

为了检测复杂的空间环境、维护狭小空间内的设备、管道等设施和处理微小产品组装等问题,研发人员结合自然界软体动物的结构特点和行为原理,研究设计了由多个通用柔性手臂组成的柔性机械臂。基于柔性机械臂技术的数学基础,分析了柔性机械臂的运动方程,结合了柔性机械臂计算机终端的位置方程和姿态方程、三维绘图软件的运动建模功能和开发的柔性机械臂的运动建模功能,解决了位移和加速度随时间变化的规律,为柔性机械臂的设计提供了一定的研究依据。     

柔性机械臂振动控制系统的实验研究

本文为避开柔性机械臂传统建模的繁锁性及精确性的要求，研究柔性机械臂振动的控制规律，对并置式ＰＩＤ控制的柔性机械臂进行了系统的实验研究，包括电机轴驱动力矩和梁末端加速度响应的检测，调整系统的控制增益或运动参数，可实现柔性机械臂振动的有效抑制，通过一系列的实验研究，揭示了柔性臂振动控制规律－力相位制律，为柔性机械臂振动控制及其控制器的设计指明了方向，本实验研究亦可验证理论模型。     

组合柔性机械臂抑振性能仿真与研究

将柔性机械臂做成组合结构,利用接触面间的摩擦效应消耗能量以达到抑制柔性机械臂振动的目的.将组合柔性机械臂做成圆形截面,具有各向同性的特点,在任意方向都有抑制振动的效果.利用ANSYS有限元软件对组合柔性机械臂进行建模和仿真.仿真结果表明:将直波纹管做成叠层的组合柔性臂也有很好的抑振性能.     

机械臂柔性关节SEA设计与仿真分析

串联弹性驱动器(Series Elastic Actuator,SEA)可以有效提高关节的柔顺特性,但是也存在受力与形变强非线性的不足。为了提高SEA的线性特性,建立了双圆环间衔接曲梁模型,利用轴截面原点正应力公式求取梁模型不同点的应力公式,设计并验证了符合柔性关节的SEA;其次,对SEA的模型进行仿真分析,取7个点对其进行模型和实际的应力比较;最后,利用ANSYS对其进行强度仿真分析,分析各关节受力和变形,有效保证了SEA的线性特性,从而有效提高了柔性关节的力学特性。     

柔性机械臂的动力学分析与实验研究

采用有限段方法建立柔性机械臂的离散模型，以基于Ｋａｎｅ方程的Ｈｕｓｔｏｎ方法建立柔性机械臂的动力学方程。在方程中，计入几何非线性变形的惯性影响，包括非对称花面当量弹性力对于广义主动力的贡献。求解过程引入相对位移的模态变换以提高计算效率。以单柔性机械臂为例，进行动力学仿真与实气研究。结果表明数值计算结果与实验结果吻合良好。     

带有反馈控制的柔性机械臂动态研究与振动控制

带有反馈控制的柔性机械臂关节处边界条件不同于振动控制理论中的铰支梁或悬臂梁边界条件,为此,将其视为弹簧铰支,建立柔性机械臂动力学模型,并基于柔性臂的部分状态转速、转角及柔性梁应变的反馈,结合柔性臂机电耦合特性,得到了以柔性臂末端点转角θt为输出,以柔性臂给定转角θd为输入的传递函数.由频域的二次型目标函数,求得柔性臂应变反馈增益.一系列的试验结果证明理论分析的正确性.     

柔性机械臂接触碰撞问题的研究

分析了柔性机械臂在碰撞前、碰撞阶段以及碰撞后的动力学特性，在子结构离散的柔性多体系统动力学的基础上，导出了描述这三个不同阶段的动力学方程。从运动的连续性获得各阶段的初始条件，通过仿真计算可确定碰撞开始和结束的时刻，并求得撞击力和机械臂抓手位移的时间历程     

基于LabVIEW的一种柔性机械臂减振控制系统研究

针对柔性机械臂在运动结束后的残余振动问题,提出一种减振控制系统的研究方法和实验平台的搭建.根据欧拉—伯努利梁理论,利用拉格朗日方程建立柔性机械臂的数学模型,基于LabVIEW和NI板卡搭建柔性机械臂减振控制系统实验平台.将机械臂的运动分解为加速、匀速和减速的三段式运动,结合柔性臂的振动固有周期,提出了配置梯形速度曲线的...     

柔性机械臂振动控制研究

本文在参考国内外大量有关文献的基础上,归纳了柔性机械臂振动控制研究的目标和途径。重点介绍了主动控制方法、实验研究的现状以及柔性机械臂控制研究方面存在的问题。     

基于ADAMS及ANSYS的柔性机器人动力学仿真系统

针对 ANSYS不适于机械动力学分析 ,而 ADAMS不适于有限元分析的状况 ,本文首次将 ADAMS及 AN-SYS结合 ,建立了柔性机器人动力学仿真系统。它通过模态中性文件结合 ADAMS及 ANSYS。按功能将此系统分成模块进行二次开发 ,省去复杂的建模及自己编程工作 ,提供了统一的仿真标准。文中通过两个三臂机器人协调操作的算例验证了此系统的有效性和优越性。此系统有较广泛的应用范围 ,能成为 CAD和 CAM的基础     

基于ADAMS和ANSYS的柔性导弹起竖系统仿真分析及研究

为了研究粱式起竖臂带弹起竖的运动特性,利用ADAMS和ANSYS两个软件将起竖臂柔性化并对起竖系统进行仿真分析,发现柔性系统的仿真结果能更真实、准确地反映起竖系统的实际运动特性。输出ADAMS中柔性系统的仿真栽荷,在ANSYS中进行应力应变分析,可为改进和优化起竖臂结构提供参考。     

基于MATLAB/Simulink的取苗机械臂运动轨迹仿真

根据取苗机械臂的结构和特定的工作要求,用MATLAB/Simulink模块建立机械臂仿真模型,验证机械臂的路径和位姿规划.仿真结果表明路径规划以及机械臂在特定点的位姿符合取苗要求.     

基于ADAMS的塔式起重机动力学仿真

主要介绍了ADAMS柔性体基本理论及在ADAMS中调用柔性体的几种方法。着重研究了如何在ADAMS中引入ANSYS模态中性文件,构建机械系统仿真的刚柔耦合动力学模型。以建筑机械产品塔式起重机为例,具体说明ADAMS软件在该实体模型的柔性体运动仿真分析中的实效,并得出了力、力矩等随时间变化的规律。     

基于ADAMS的柔性磁悬浮主轴的动态特性分析

将ANSYS和ADAMS两种软件结合起来对柔性磁悬浮主轴进行仿真分析，阐述了动态特性分析的基本过程。     

基于ADAMS的移动机器人仿真

讨论了一种新型的移动机器人结构。该机器人的形状与运行方式可以根据不同的环境进行改变，使得其具有更强的越障能力。运用ADAMS软件对其姿态变化过程的某些参数进行了仿真分析，获得了一些仿真数据，这些为其物理样机的设计、优化和控制等提供了理论依据。     

基于ADAMS的移动机器人仿真

讨论了一种新型的移动机器人结构。该机器人的形状与运行方式可以根据不同的环境进行改变,使得其具有更强的越障能力。运用ADAMS软件对其姿态变化过程的某些参数进行了仿真分析,获得了一些仿真数据,这些为其物理样机的设计、优化和控制等提供了理论依据。     

基于ADAMS与Simulink的机电一体化系统联合仿真

以雷达天线为研究对象,针对天线的方位角控制问题在ADAMS和Simulink的基础上进行了机电一体化仿真研究。首先利用ADAMS/Controls模块把MATLAB/Simulink与雷达天线样机模型连接在一起,然后分别采用PID算法、PD算法以及模糊理论这3种方法来建立天线方位角控制系统。仿真结果表明,对于雷达天线这样一个输入输出特性比较复杂且不便于简化建模的受控对象（因为不能忽略天线支撑的柔性及其扭振）,模糊控制比前两种经典控制算法更为有效。     

基于ADAMS的工业机器人大臂关节运动学分析

针对现有工业机器人电机与减速机选型的不合理,运用三维软件对机器人建立实体模型,利用ADAMS对其大臂关节进行动态特性分析,得到其在极限位置的力矩和功率曲线。由曲线可知大臂关节处所需的最大功率为288W,最大扭矩为417N·m,现有电机功率利用率只有16％。提出大臂电机以及减速器选型优化方案,将电机功率利用率提高到64％。     

基于ADAMS的垂直弹跳机器人动力学仿真

针对一种垂直弹跳机器人,利用Pro/E软件创建三维实体模型,然后利用Pro/E与ADAMS的数据接口软件Mechanism/Pro将模型及其特征参数导入ADAMS中,并在几何模型上施加适当的约束、接触力、驱动、传感器等,最后进行动力学仿真,主要分析了弹簧刚度对机器人的弹跳高度、弹跳速度和弹跳加速度等的影响.