三自由度并联机械手动力学分析与控制

以三自由度Delta并联机械手作为研究对象,在Simulink环境下建立基于虚功原理法得到的并联机构系统动力学求解模型,并在Simmechanics中建立系统物理模型。在系统动力学方程的基础上设计了基于动力学的模糊解耦控制器,综合考虑了机构的运动学和动力学特性。给出平台运动的期望轨迹,分别在Simulink和Simmechanics中进行逆动力学仿真分析,验证逆动力学方程的准确性,之后进行模糊解耦控制Simulink/Simmechanics联合仿真分析。运行结果表明,Delta机械手的响应符合预期期望,精度高于计算力矩控制,跟踪效果较好。     

一种新型并联机构2-RPU/UPU位置逆解及工作空间分析

根据并联机构2-RPU/UPU独特的结构布局,该机构为过约束并联机构,在Pro/E中建立机构的三维模型,应用螺旋理论对机构进行自由度分析,得到动平台的运动规律,通过机构空间坐标变换求得该机构位置逆解表达式,最后采用MATLAB中Simmechanics工具箱编程求解机构的工作空间。     

基于Matlab的偏置曲柄滑块机构的运动特性仿真研究

介绍了Matlab在偏置曲柄滑块机构运动学分析中的应用,根据矢量法建立机构的运动学方程,采用Matlab／Simulink对其进行运动学仿真及运动分析,得到偏置曲柄滑块机构的运动曲线。该方法求解效率高,在机构运动特性分析中具有一定的应用价值。     

基于Matlab的偏置曲柄滑块机构的运动特性仿真研究

介绍了Matlab在偏置曲柄滑块机构运动学分析中的应用,根据矢量法建立机构的运动学方程,采用Matlab/Simulink对其进行运动学仿真及运动分析,得到偏置曲柄滑块机构的运动曲线.该方法求解效率高,在机构运动特性分析中具有一定的应用价值.     

3-RPS并联机器人动力学分析及控制

运用牛顿—欧拉方法建立3-RPS并联机器人机构的逆动力学模型。通过使用Simmechanics将并联机器人物理模型导入Matlab/Simulink中,利用Simulink对机构进行动力学仿真以及验证机构的逆动力学模型。针对并联机器人的建模不确定性,提出一种基于不确定性系统的鲁棒控制方案,即分别通过基于标称模型设计系统的计算力矩控制器,来镇定标称系统;通过构建Lyapunov函数来构建系统的鲁棒补偿控制器,来消除由于建模不确定性引起的跟踪误差。通过将控制模型导入Simulink中对其控制效果进行验证,其具有较低的稳态误差精度,效果优于计算力矩控制策略。     

RBF神经网络补偿的并联机器人控制研究

为了实现对三自由度Delta并联机器人更精确的轨迹跟踪控制,对并联机构的动力学建模不确定性进行研究,提出了计算力矩控制基础上的RBF神经网络在线补偿控制策略。利用Lyapunov理论推导了神经网络在线权值自适应律,保证了系统稳定性。运用RBF神经网络在线自学习系统的不确定性,提高了控制效率同时增加算法的自适应性。在Simmechanics中建立系统物理模型并在Simulink中设计控制器,之后进行Simulimk/Simmechanics联合仿真,结果表明算法优于计算力矩控制,可以有效减小跟踪误差的收敛半径,实现对目标轨迹的准确跟踪。     

基于Matlab & SolidWorks的曲柄下料机构运动仿真研究

为了对曲柄下料机构模型的合理性进行分析验证,以及分析其动力性能,提高设计效率,文中运用SolidWorks对下料机构进行三维建模,采用等影响法通过编程来得到机构尺度影响系数线图,并联合Matlab中Simmechanics模块集进行仿真,对机构尺寸偏差范围进行讨论并验证,直观地反映出下料机构在运动过程中所产生的运动参数及运动轨迹,进一步阐述了该仿真具有高效便捷、可视化、操作性强等特点,为后续的设计优化提供了新思路。     

3-UPU型并联机构正向运动位置分析及工作空间研究

采用旋量理论,并结合多项式连续法和代数拓扑法,提出多项式连续拓扑解析法,求解正向运动位置解,可以避免工作空间解析式难表达和奇异现象;基于3-UPU型并联机构模型,进行运动特性分析,并运用三维软件Solid Works几何分析法选取尺度最优的并联机构模型和Simmechanics建模仿真法对其进行可视化工作空间研究,进而通过Matlab命令以数据化显示工作空间所有坐标点集。结果表明:尺寸优化后的3-UPU并联机构工作空间点集跳跃幅度小,运动更稳定。从而验证了该方法的有效性,可以为并联机构的结构优化设计和性能改进提供可视化依据,在工程应用上具有重要意义。     

基于Matalb的纯平动3-UPU并联机构正运动位置解及工作空间分析

采用空间机构螺旋原理,分析了3-UPU并联机构的构型和纯平动特性。给出了连续型多项式代数拓扑法,构建3-UPU并联机构的正运动位置解的非线性方程组,并对方程组进行计算。该方法无需给定值就能有效逼近并联机构非线性方程组的解,且可解决方程组求解时出现的分叉和散度问题,对超越问题的解析具有重要的参考意义。基于Matlab/Simmechanics构建3-UPU并联机构PID控制模型并分析其工作空间,验证并联机构构型设计中螺旋理论应用的准确性。该方法对求解多自由度并联机构运动学问题有切实可行的借鉴意义。     

基于Matlab/Simulink的曲柄滑块机构运动学分析及仿真

针对曲柄滑块机构,建立其数学模型,然后应用Matlab/Simulink对曲柄滑块机构进行运动仿真,得到了在仿真时间内连杆和滑块的运动曲线。此方法可以方便观察机构运动特性,有效提高设计工作效率。     

Integrated design of legged mechatronic system

This paper presents a system based on the integrated design and experiment for a one degree-of-freedom (DOF) legged mechatronic system (LMTS). A six-bar linkage mechanism, which is derived from a four-bar linkage with a symmetrical coupler point and pantograph into one, is designed, and common controllers are used to control the velocity and position loops. For system-based dynamic optimization, the design for control (DFC) approach is used to integrate the structure and control for improving dynamic performance with reduced control torque. Finally, for a rapid 3D graphical based implementation of the system, high-level computer-aided rapid system integration (CARSI) technology is used to integrate the structure design, controller design, and system implementation into the design and analytical software environment based on Pro/engineer, XML syntax, Simmechanics, and Simulink. Thus, the development time for the LMTS is reduced.     

摆动从动件圆柱凸轮机构的设计误差分析

分析了摆动从动件圆柱凸轮机构误差产生原因,建立了数学模型,并给出其实际运动规律的方程。通过应用Matlab及Sumilink软件对该种机构的误差进行了仿真求解,得到与实际应用相吻合的结果。这种方法对此类机构的设计有一定的指导意义。     

偏置式曲柄滑块机构仿真与运动分析

综合利用函数法和矢量法,在S imu link环境下对偏置式曲柄滑块机构进行了仿真和运动分析。首先,通过函数法对偏置式曲柄滑块机构的运动特性进行分析,根据矢量法建立机构的运动学矩阵方程。然后,在S imu link软件环境下建立该方程的仿真模型,进行运动分析,得到了偏置式曲柄滑块机构的运动曲线。将函数法与矢量法相结合有助于更深入地了解机构的运动特性。     

一种取力器换挡机构中钢球运动的仿真与分析

本文针对一种新型取力器的换挡及锁止机构的使用环境和工作特点,在分析换挡及锁止过程中钢球的具体运动过程和异常冲击的基础上,建立了该钢球运动的力学模型和机械振动微分方程。在MATLAB计算环境中利用Simulink仿真软件,建立其参数化仿真模型。并对其动态特性进行了仿真和分析,得到了钢球在换挡及锁止过程中的位移变化曲线。这种模块化参数仿真的方法,为设计提供依据,为制造和生产提供指导。     

联合仿真技术及ADAMS/Controls

ADAM S是机械系统动力学分析软件,M ATLAB/S im u link是控制系统建模及仿真软件,运用ADAM S/Con tro ls模块作为两软件的接口,可以实现机械系统与控制系统的联合仿真。简单介绍了联合仿真、ADAM S/Con tro ls和M ATLAB/S im u link,最后给出了球-梁模型联合仿真设计实例。     

基于Matlab/Simscape的汽车起重机变幅机构的优化与仿真

以QY100型汽车起重机变幅系统为研究对象,运用Matlab对其三铰点的位置进行了优化。根据优化结果,利用Simscape工具箱中的Simmechanics和Simhydraulics模块集建立了汽车起重机变幅系统的机械、液压联合仿真模型。仿真结果直观地反映了起重机变幅机构起升过程中的动态特性,验证了优化的合理性,为实际产品设计提供了参考依据。     

基于Simmechanics的偏置曲柄滑块机构运动学建模及仿真研究

为了提高偏置曲柄滑块机构的设计水平和效率,以MATLAB的动态仿真工具Simulink、Smmchanics为平台,建立了偏置曲柄滑块机构运动分析的仿真模型,具体阐明了这种建模方法与仿真的实现过程,结果表明该仿真方法能方便、准确地得到机构的运动数据,能为机构的选型、优化设计提供参考依据,并对其他类似机构的建模与仿真具有一定的参考价值。     

塔式起重机变幅机构运行的刚体动力学仿真

就塔式起重机小车变幅机构的运行建立刚体动力学模型，利用Simulink动态仿真工具，采用四阶龙格一库塔法对小车变幅机构的运行工况进行仿真，并对仿真成果进行了分析。其成果对小车变幅机构运行的动力学分柝有应用价值。     

基于Simulink的两自由度并联调姿机构动态仿真

介绍了一种两自由度的并联微动调姿机构的结构特点，推导出调姿机构的运动学逆解，以及其速度方程和加速度方程，并且运用MATLAB／Simulink实现了机构动态仿真，进行仿真计算，最后给出相应仿真结果。     

基于ADAMS与Simulink联合仿真的滑移门关闭能量分析

针对缺乏在前期设计阶段对滑移门关闭性能进行评估的手段的现状,提出综合ADAMS动力学分析和Simulink数值迭代计算的联合仿真方法。在ADAMS中建立滑移门系统的刚柔耦合多体模型,以实现滑移门关闭过程的动力学仿真;推导了滑移门关闭过程中因压缩空气而导致的气压差的微分表达式,在Simulink中建立了该微分方程的迭代求解流程。通过联合仿真实现了考虑气压阻力的滑移门关闭能量分析,由分析结果可知,该滑移门的关闭能量为4.4 J,气压阻力和密封条的耗能分别占关闭能量的48.9%和36.6%。经实车试验对标,该联合仿真方法所得滑移门关闭能量的误差在10%以内,证明了联合仿真方法的可靠性。