双轮驱动球形机器人的动力学建模与仿真

针对用于电缆通道环境监测的双轮驱动球形机器人,基于拉格朗日方程实现其动力学建模.通过驱动车轮的转角、球形机器人两自由度位置坐标、驱动车体的姿态角直观的计算出系统的动能和势能;考虑球形机器人位置坐标、驱动车体姿态角、球形机器人运动方向角和左右驱动车轮的转角的约束关系,选择左右驱动车轮的转角、球形机器人的移动距离、驱动车体...     

一种双惯性轮空间倒立摆及其动力学建模和分析

针对现有的惯性轮倒立摆在模拟多自由度不稳定系统的局限性,提出了一种双惯性轮空间倒立摆系统,其具有四个自由度和两个控制量,可同时模拟不稳定系统俯仰和滚转姿态控制。运用拉格朗日方法建立了双惯性轮空间倒立摆的动力学模型,分别采用模型退化、数值仿真验证了所建立的模型的正确性,并分析了双惯性轮空间倒立摆的动力学特性。建立的双惯性轮空间倒立摆可应用于多自由度非平稳系统的模拟实验,提出的物理结构、模型和相关分析结论为双惯性轮空间倒立摆系统的进一步研究奠定了理论基础。     

两级磁悬浮工作平台的动力学建模及模态分析

一级磁悬浮工作平台往往只能实现一维直线运动，因此建立能够实现平面运动的两级磁悬浮工作平台便成为研究需要。以一个两级磁悬浮工作平台为对象，从力学、物理与控制等基本原理出发，利用拉格朗日方程，建立了能够全面反映其耦合特性的动力学方程。进行模态分析后发现两级磁悬浮平台的固有频率和振型随上悬浮平台悬浮位置的不同而变化很小。平台动力学方程的建立和模态分析能够为控制器的设计和控制参数的选取及优化提供参考。     

基于动态超螺旋线的三维头发建模*

计算机动画中,模拟人的头发是非常困难的。基于动态的、不可伸展弹性杆的基尔霍夫方程,提出采用超螺旋线表示头发股来解决头发股的弯曲和挠曲的非线性行为。将头发股分成N段,使用拉格朗日力学定律动画绘制每段超螺旋杆,最后将各段连接起来,构成整个头发股。基于其他可行的模型与动态超螺旋线模型的比较,实验结果显示模型能够有效地处理大范围具有高逼真度的卷发。     

基于凯恩方法的机器人动力学建模与仿真

研究机器人动力学的目的是多方面的.机器人动力学模型的重要应用是设计机器人,因为动力学方程可以用来精确地算出实现给定运动所需要的力(矩).用凯恩方法对六自由度关节臂式机器人进行动力学方程的推导,可以减少计算步骤,提高计算效率.经过对推导的动力学方程仿真可以找到现场使用机器人第三个臂出现故障的原因,因此在机器人具体设计、轨迹规划、动力学优化以及实时控制中可以代入具体的参数,从而时机器人的动力学性能进行分析,并具有通用性.     

中国可持续发展系统动力学仿真模型

本文介绍了国内首次成功地利用ＹＥＮＳＩＭ软件建立的中国可持续发展模型，该模型软件工具丰富，模型建立直观简单，界面友好，决策变量选择方便，并且仿真极为快捷形象。本模型可用作群体决策支持系统，尤其适用于决策者们直接参与操作仿真，进行多方案的决策比较。     

五自由度上肢康复机器人动力学建模及仿真

分析了五自由度上肢康复机器人的系统结构,构建出新的系统简化模型,并利用拉格朗日动力学法建立康复机器人简化动力学方程,提出了一类机器人简化建模的新方法.在Matlab中用V-realm Builder工具建立5-DOF上肢康复机器人三维虚拟仿真模型并进行虚拟仿真.仿真结果表明,简化的动力学模型在康复机器人控制中应用效果良好,理论响应曲线与实际响应曲线误差较小.该方法建模过程简单、快捷、有效,适合现代计算技术的发展,为康复机器人系统的优化设计及运动控制提供了理论依据.     

吊车钢丝绳非线性谐振建模及消谐控制

对于欠驱动吊车而言, 已有的方法都只考虑如何消除摆角. 然而当钢丝绳的摆角很小时, 钢丝绳上可能仍 然会存在严重的谐振. 针对吊车的消谐问题, 本文率先提出了一种基于钢丝绳–电机轴的非线性谐振力矩模型. 具体而言, 先利用振动力学的方法, 建立了非线性谐振力矩模型, 该模型可以将钢丝绳上的非线性谐振力矩归算到电机轴上, 然后通过电机控制器调节电机的输出力矩, 使得电机输出的基波主力矩上叠加一个大小相等方向相反的非线 性谐振力矩, 以达到消除钢丝绳上的谐振力矩的目的. 最后通过Simulink仿真和实验证明该方法具有良好的控制性 能, 不仅可以有效消除钢丝绳上的谐振, 并且能进一步减小摆角.     

基于系统动力学的计算机建模与仿真

通过计算机建立问题的模型并进行仿真,以程序的动态运行实现对对象发展变化过程模拟,认识复杂的现实研究问题,是一种对复杂系统进行处理的有效方法。介绍了基于系统动力学的计算机建模与仿真,并对系统动力学仿真的应用和发展方向进行了研究。     

混沌动力学系统的图形化建模可视化仿真研究

该文研究非线性混沌力学系统的图形化建模可视化仿真计算问题。通过建立统一的可视化仿真实验框架,实现了一具高度一体化的混沌系统图形建模和可视化仿真环境;与基于常规高级程序设计语言的混沌计算机模拟技术相比,该方法避免了传统意义上的混沌方程算法编程和调试过程,变可对混沌参数进行自动慑动分析及最优设计。     

造船龙门起重机大车纠偏控制系统的设计与应用

造船龙门起重机随着造船业的迅速发展也跟着快速发展起来。在大车行走过程中,由于龙门起重机的刚腿和柔腿之间的跨距较大,因此要求刚腿和柔腿的位移要始终保持一致,如果偏差过大则会造成大车偏斜运行等严重后果。本文结合软硬件的设计,详细介绍了大车纠偏控制系统从位置检测到位置闭环控制是如何实现大车的实时纠偏。     

基于GNSS的门式起重机姿态实时纠偏方法

随着我国现代工业的不断发展,大型门式起重机的应用也越来越多。在实际生产中,大型门式起重机常常会因为轨道严重磨损、操作不当等原因造成偏斜甚至倒塌,从而造成人员伤亡与巨大的经济损失。现有的检测方法采用编码器等传感器,通常有累计误差无法消除,行走机构静止时偏斜无法检测等缺陷。针对这一问题,采用GNSS导航定位技术,通过相对定位算法与坐标转换,实时解算出起重机械的三维姿态信息。沪东中华造船厂实际运行数据表明,基于GNSS导航技术的纠偏方法平均误差小于原有编码器纠偏方法,并且能够有效地在门式起重机行走机构停止时检测出主梁偏斜与俯仰角。     

一种基于虚拟现实的舰载特种起重机仿真系统

综合考虑了处于研究起步阶段的舰载起重机本身特点及其工作环境,提出了一种基于虚拟现实的舰载特种起重机仿真系统总体结构方案,介绍了该系统的主要功能和特点。为进一步研究舰载特种起重机的运动和控制规律建立了实用的仿真模型,为舰载特种起重机的海上作业提供了重要的仿真环境,对指导实际工作有着重要参考价值。     

基于ZigBee的门式起重机安全监控管理系统

根据门式起重机运行状态安全监控需要,结合ZigBee无线通信技术,设计开发了一种应用于门式起重机的安全监控管理系统.该系统网络节点硬件以STC12C5A60S2为控制器、CC2530为射频收发器.阐述了网络的节点硬件和软件设计,并介绍了上位机监控系统.经实际调试验证,该监控系统具有信号采集与处理准确、控制输出实时、人机交互友好等特点,实现了门式起重机运行的安全监控.     

基于降维观测器的起重机吊重防摇系统研究

对直流电压控制桥门式起重机小车驱动电机的小车吊重动力学系统,设置降维观测器,用小车位置和速度信息对摆角、摆角角速度和驱动力进行估计,从而解决了工程实际中这些状态变量不易直接测得的问题.为了防止吊重摇摆,采用全状态反馈形成吊重防摇的闭环控制系统,并给出了控制系统结构以及降维观测器和反馈控制器增益参数的确定方法.仿真结果表明:各状态变量能从观测时间开始消除重构误差;吊重摆角能在小车指定位置和时间内衰减为零,其余状态变量也有良好的动态特性.     

大型门座式起重机钢结构的创新优化设计

介绍大型门座式起重机钢结构的创新优化设计,通过建立三维实体模型的方式,分析起重机的6种不利工况的载荷组合及载荷情况;根据门座式起重机的特点,列出吊重在不同工作幅度的5种工况并分别建立子模型;另外,通过其有限元强度分析构建出其各个工况的应力云图。     

基于最优控制的行车系统消摆控制

针对行车系统运动的特点,根据理论力学理论,采用拉格朗日方程建立了行车系统的动力学模型。该模型完整地描述了行车系统的水平方向、垂直方向与前后方向的三维运动以及由这些运动引起的负载摆动,并在该非线性模型基础上给出了近似条件下的行车系统的线性化模型。根据专家经验,借助最优控制理论,提出一种防摆控制方法。该方法将消摆和运行控制结合起来考虑,在运行过程中不需实时跟踪测量负载摆角、摆速,仅通过控制行车各阶段的运行时间或距离即可实现行车停车与负载消摆的同步控制。仿真结果表明该方法简单合理,易于工程实现。     

新型框架式起重机的西门子电控系统解决方案

本文主要介绍西门子电控系统在国内首台海工专用框架式起重机上的应用,针对这种非传统起重机存在的控制技术难题提出相应的解决方案。其中介绍了驱动系统的容量校验计算,提出适合框架式起重机大车位置纠偏同步控制方法,应用起升同步及主从力矩控制,对传统起重机防止溜钩的方法进行改进,取得了较高的控制精度和稳定性,充分满足了生产过程的需要。     

GPS在轮胎吊自动驾驶中的应用

论文是研究嵌入式技术和高精度GPS定位技术在轮胎吊自动控制上的应用方法,阐述了自动驾驶系统的设计和实现要点。文章着重讲述了系统的总体设计思想,软硬件实现方法,以及软件系统中的几大主要部分:堆场数字化,箱位计算,运动趋势推导和自动纠偏等。系统成功实现轮胎吊自动驾驶的功能,提高轮胎吊的实用性、可靠性和工作效率。     

门式起重机虚拟仿真培训系统研究

介绍了虚拟仿真的门式起重机操作培训系统的组成及实现。重点介绍了虚拟仿真平台的建立和所采用的关键技术。虚拟仿真培训功能的设计与实现，不仅克服了传统的场地培训方式带来的缺点，而且提高了培训的逼真性。更重要的是可以为今后实现远程教学和开发为铁路货场服务的分布式虚拟现实应用系统打下基础。