刚体转动渐进跟踪控制的逆系统方法

逆系统方法是以非线性控制为目的,以直接分析为途径,以动态系统的逆概念为核心。该文将逆系统方法应用于刚体动力学中,运用非线性控制的逆系统方法设计Euler动力学方程的控制器,通过对一个陀螺的外力矩进行实施控制,使刚体在动坐标系下的角速度稳定跟踪指令,来实现对刚体转动的渐进跟踪控制。     

逆系统方法在刚体动力学中的应用──研究带2个陀螺的刚体运动的渐进跟踪问题

在刚体动力学中 ,微分几何方法有效地解决了非线性控制问题 ,但使用过程中计算繁琐 .本文将逆系统方法应用于刚体动力学中 ,运用非线性控制的逆系统方法设计刚体Euler动力学方程的控制器 .通过对 2个陀螺转动的控制 ,实现对刚体转动的渐进跟踪 .     

分析力学基本微分原理在刚体系统动力学中的应用

本文试图把分析力学中已经发展成熟的基本方法应用于刚体系统动力学的研究。首先给出三类空间(坐标空间,速度空间和加速度空间)中刚体虚位移的定义,在此基础上,把分析力学的三个基本微分原理(D'Alembert—Lagrange原理,Bertrand—Jourdain原理和Gauss原理推广到适用于刚体系统、对有非线性非完整约束的刚体系统,应用Bertand—Jourdain原理推广了Wittenburg方程。应用Gauss原理,推导出有二阶非线性非完整约束的刚体系统运动方程。     

应用动力学理论解决刚体平面平行运动问题

以动力学理论为依据研究了刚体的平面平行运动问题,归纳了解决问题的两种通常方法,并且又拓展出两种新方法,即应用刚体对任意点的动量矩定理求解的方法和应用刚体对空间瞬心的转动方程求解的方法.     

刚体绕定点运动的等效转轴及转角

根据刚体运动学中的欧拉定理：刚体绕定点运动时的任何位移，可以绕通过定点的某一轴转动一次实现。本文用矢量绕与其相交的轴的转动公式及动坐标第绕原点的转动时的坐标变换公式。导出了刚体绕直角坐标系的三个轴转动时对应的等效转轴的计算方法及转角的计算方法。     

3D刚体摆非线性动力学姿态特性研究

研究了3D刚体摆在一般情况和轴对称情况下的姿态动力学特性。通过建立3D刚体摆的动力学方程和运动学方程,利用非线性动力学的方法讨论了轴对称和非轴对称3D刚体摆的姿态运动。通过对两种情形刚体摆模型悬垂平衡位置加小摄动考察其姿态运动,可以发现在非轴对称情况下3D刚体摆出现混沌运动,在轴对称3D刚体摆情况下出现概周期运动。利用MATLAB进行仿真实验,分别得出非轴对称3D刚体摆的混沌姿态运动曲线和轴对称3D刚体摆的姿态概周期运动曲线,并分别给出庞加莱截面图。     

刚体转动换轴问题的研究

本文研究的是有关处理刚体转动换轴问题的一般方法和步骤。     

刚体转动换轴问题的研究

本文研究的是有关处理刚体转动换轴问题的一般方法和步骤。     

多刚体系统动力学的发展及其在汽车中的应用

本文简述了多刚体系统动力学的发展历史及现状,介绍了国际上通行的几种研究方法和适用于汽车工程领域的几个大型软件,列举了多刚体系统动力学在汽车运动学分析、动力学分析、撞车安全性研究等方面的应用实例及本文作者在这方面的部分工作。认为应用多刚体系统动力学研究汽车系统动力学问题有很多优点,具有广阔的前景。     

3D刚体摆的鲁棒控制器设计和比较分析

3D刚体摆是研究刚体复杂旋转动力学与控制问题的典型系统。针对3D刚体摆受外界扰动以及转动惯量的不确定性,根据鲁棒H∞控制理论,采用线性矩阵不等式(LMI)的方法设计了一种状态反馈H∞控制律。仿真结果表明,鲁棒控制器对系统参数的变化具有较强的鲁棒性。与PID控制器比较,鲁棒控制器对于3D刚体摆控制系统具有较好的动态特性和稳定性。     

刚体动力学初值问题的拟变分原理及其应用

随着科学技术的发展,对刚体动力学提出新的要求.应用变积方法,建立了刚体动力学初值问题的拟变分原理.推导出刚体动力学初值问题的拟变分原理的拟驻值条件.建立了刚体动力学初值问题的广义拟变分原理,说明了应用广义拟变分原理求得问题的解析解和数值解的途径.借助算例说明了应用变分方法来研究刚体动力学初值问题的优越性.     

柔顺机构PR伪刚体模型

基于伪刚体模型的原理,综合考虑柔顺机构中柔性构件的横向变形和轴向变形的影响,提出了带移动副的伪刚体新模型.用移动副和转动副分别描述构件的轴向位移和横向位移,建立了柔顺机构的PR伪刚体模型.通过三维搜索得出了模型的最优特征半径系数,应用线性回归方法得到了模型的刚度系数.通过数值模拟将新的伪刚体模型与1R、2R伪刚体模型以及柔顺杆进行对比,证明了PR模型的优越性.     

叠加原理在刚体静力学中的应用

论述了叠加原理在刚体静力学约束力求解中的应用，为复杂刚体系统约束力的求解提供了一种简单实用的方法，当刚体系统中构件越多，受力越复杂时，越能体现出该方法的优越性，并通过计算实例验证了该方法的有效性。     

一种计算机建立多刚体动力学方程的方法

本文以多刚体动力学Kane方程的基本形式为出发点,通过对该方程的重新描述,编制了通用的自动建立动力学方程程序。对于一般多刚体系统,只要输入基本力学量就能由计算机完成动力学方程的推导,并输出易于数值解法的Fortran语言格式程序,避免了大量的手工推导工作,尤其对大自由度系统更能显示其方便性。     

基于分层滑模方法的欠驱动3D刚体摆姿态控制

以3D刚体摆为研究对象,将地球静止轨道(GEO)航天器简化成3D刚体摆,此模型由一刚体绕一个固定且无摩擦的支点旋转且有3个转动自由度,刚体受恒重力(或万有引力)作用。利用滑模结构方法设计了分层滑模控制器,并用Lyapunov稳定性理论、Filippov等效定理与Barbalat引理以及推论,详细证明了该控制律的全局渐近稳定性。仿真实验结果表明,该方法能够有效地实现3D刚体摆悬垂和倒立平衡位置处的姿态渐进稳定性控制。     

受非完整约束多刚体系统的动力学方程

本文利用速度空间的概念，将多刚体系统所受的完整和非完整约束作为速度空间中的嵌入流形，由Ｊｏｕｒｄｉａｎ原理导出以流形曲线坐标表示的受完整和非完整约束多刚体系统的动力学方程，并利用本文结合讨论了一个平面开链机械臂动力学方程的建立过程。     

用分析法确定刚体的惯量主轴

刚体力学中，确定刚体的惯量主轴，可以简化计算，还有利于研究刚体的性质和运动规律，这样，如何确定刚体的惯量主轴就显得尤为重要。由惯量主轴的定义出发，经过严格的推导，得出用分析法确定惯量主轴的方法和步骤。这种方法适用范围广，具有普遍性，尤其是对没有明显对称性的问题更加适用。     

一类多刚体中的混沌现象研究

描述了一个圆盘对称连接各两个刚杆这样一个五自由度多刚体系统的模型，使用拉格朗日法建立了该系统的动力学方程，对动力学方程进行了仿真计算和分析．通过大量参数的变化运算后，将其中的一些物理参数和状态参数固定，只改变中心体圆盘的初始速度，利用相图、轨迹图、自相关和功率谱图作为判断依据，对仿真结果加以分析，确定此多刚体系统在各杆的初始位置为垂直向下处于静止状态、各样的初始速度为零、圆盘的初始速度为0．2～2．6m／s时，存在混沌现象．     

四元数及相对欧拉参数

欧拉参数是规范四元数。在多刚体系统运动学及动力学分析中,日益广泛地采用欧拉参数来描述系统中刚体对于惯性参考系的绝对方位。而系统中两邻接刚体的相对方位如何描述,是目前正在探讨的问题之一。本文试图利用四元数方法来推导确定多刚体系统中邻接刚体相对方位的相对欧拉参数。为多刚体系统的运动学及动力学分析提供一种数学工具。     

刚体转动实验的数据处理

本文介绍的是刚体转动实验的数据处理程序。笔者用一元非线性回归分析的方法,在APPLE—Ⅱ机上通过,运行结果打印出线性回归方程,刚体的转动惯量和摩擦力矩,並用高分辨率作图,在CRT上作出m～1/t~2直线。