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基于Udwadia-Kalaba方程建立了双腔体吸附、轮式移动爬壁机器人的解析动力学模型。将系统的预定轨迹视为系统的约束关系,巧妙地将其融合到爬壁机器人动力学建模过程中;在不出现拉格朗日乘子的条件下,获得了满足约束所需附加力矩的解析表达式及系统的解析动力学方程;采用Baumgarte约束违约稳定法抑制了由于初始条件与约束方程不相容而导致的约束违约现象。爬壁机器人的广义坐标变量变化规律和运行轨迹的数值仿真结果证明了本文建模方法的可行性和有效性。 相似文献
作为一种新型柔韧机器人,软体机器人越来越受到人们的重视。如何构建在不可预知环境下的应变能力是软体机器人技术的重点研究目标。针对该问题,提出了一种基于智能驱动传感的半软体机器人运动模式和系统组成,在此基础上设计建立了各运动模块的机构构型,并把执行器机构部件和形状记忆合金驱动器耦合成为整体,建立了机器人各关节的动力学模型和运动学模型,根据模型确定了机器人机构设计以及驱动器设计的关键参数。使用高强度工程塑料加工机器人壳体,采用3D打印柔软外壳和非对称足底,将2类合金丝固联在机器人体内,基于径向基函数（RBF）神经网络和支持度函数形成了最终的控制方案,并进行了前进方向的运动试验,验证了该机器人系统模型的正确性。 相似文献
CMAC(Cerebellar Model Articulation Controller) 和PD(Proportional Derivative)复合控制算法有时因输出不平滑会引起加载电机抖动而影响控制效果.通过对该输出不平滑问题进行分析,提出了一种新的提高输出平滑性的改进CMAC复合控制算法,该方法通过新的权值更新公式,在权值更新时直接达到减小误差和提高输出平滑性的目的.仿真和实验结果表明:改进后的算法能够有效提高输出平滑性,降低了21%的稳态误差,且保证在加载时有良好的稳定性和抗干扰能力. 相似文献
基于一类具有零扭转特性的并联机构原理并结合所设计的载荷解耦装置,设计了一种可对扭矩、弯矩、轴向力3种载荷进行复合模拟的负载模拟器;控制系统以可编程多轴运动控制器（PMAC,Programmable Multi-Axis motion Controller）为核心,通过力传感器测得的负载反馈值,采用力、位置、电流三闭环的控制策略,在有效避免系统电磁干扰噪声对传感器信号影响的同时,能够稳定地、较为准确地以正弦波的方式完成对扭矩、弯矩、轴向力等载荷的复合模拟.通过对静态加载对象复合负载模拟的现场试验,验证了本系统机构设计的合理性和控制策略的可行性. 相似文献
研究了航天器相对运动地面动力学实验的构建问题及实验结果的可信性问题。首先利用相似性理论给出了航天器相对运动地面动力学实验的建立方法,而后针对地面实验环境与空间真实环境之间的力学环境差异提出补偿办法,之后针对航天器相对运动地面动力学实验中的干扰因素进行分析并给出相应的补偿策略,然后利用动力学等效性建立航天器相对运动地面动力学实验控制策略,该控制策略中包括力学差异补偿以及实验环境干扰补偿,数值仿真结果与地面实验结果均证明该控制策略能够满足地面实验要求,最后以相似性理论为依托建立相似性度量函数,并利用这一函数证明了航天器相对运动地面实验结果的可信性。仿真结果表明,给出的航天器相对运动地面动力学实验方案可行,其实验结果可信,对地面实验的开展具有重要的参考价值。 相似文献
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惯性质量是力传感器模型的重要校准参数,也是影响动态力测量精度的关键因素之一。为了消除参数误差对惯性质量校准模型引起的病态,提出一种改进Monte Carlo校准（MMCC）方法。首先,建立力传感器惯性质量、配重质量与测量响应之间的模型;其次,利用伪随机数生成技术,分别对该模型中的配重质量、加速度和电压进行样本空间的全域模拟;然后,根据区间判断准则筛选出满足预设精度的有效样本;最后,结合有效样本的概率,估计出力传感器的惯性质量,并实现动态校准。为了验证本文方法的准确性,利用正弦激振台对Kistler 9331B型力传感器进行动态校准。实验结果表明,惯性质量的估计值为83.91 g,估计误差为0.67%,标准差为0.74 g;动态力的校准误差范围为[-7.88%,11.46%]。校准误差明显低于传统的二次及多次配重法。 相似文献
李秀玲 《北京航空航天大学学报》2013,39(3):371-375
为了研究时滞对联想记忆神经网络模型动力学行为的影响,考虑了一个含有n+1个神经元的具多时滞的双向联想记忆神经网络模型.以模型中的时滞为参数,利用泛函微分方程的全局Hopf分支存在定理和常微分方程的Bendixson周期解不存在定理,给出该模型非平凡周期解全局存在的充分条件,为双向联想记忆神经网络的设计和应用提供了重要的理论依据.最后利用一个例子进行了数值仿真,仿真结果表明了结论的有效性. 相似文献
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6杆并联机构运动学及杆受力的仿真 总被引：8，自引：0，他引：8
在给定的工作空间下,对6杆并联机构动平台的运动过程进行了仿真,用计算机程序模拟了动平台做圆周平动及定点摇动时的速度、加速度及各杆受力的变化情况.通过动平台的速度和加速度曲线,分析了影响动平台运动的准确性和平稳性的原因;通过6根杆的最大受力和动平台最大加速度之间的关系,表明并联机构在给定的工作空间中具有较好的操作灵活性,并可使动平台达到较大的速度和加速度.本文研究结果为并联机床的控制提供了必要的参考. 相似文献
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针对基于并联机构的空间精密跟瞄Hexapod平台的大行程、高性能要求,通过对现有主动元件的分析,从作动器角度研制了以滚珠丝杠作动器为宏动部分、压电作动器为微动部分的大行程高频响精密复合作动器,测试了复合作动器的行程、开环定位精度及动态特性,以dSPACE半物理仿真系统为核心建立了实验系统,进行了复合作动器单自由度精确定位实验和振动主动控制实验.由结果可知,复合作动器作动行程超过50mm、经微动部分补偿后的整体定位误差小于1μm、正弦持续扰动下采用自适应滤波ADC(Active Disturbance Canceller)方法使振幅下降90%以上.结果表明,将此复合作动器应用于空间高稳定精密跟瞄Hexapod平台是完全可行的. 相似文献
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大行程Hexapod平台及其隔振实验 总被引：2，自引：0，他引：2
为提高车载、机载光学设备在低频大振幅扰动环境中的观测精度,研制了具有6自由度振动隔离能力的大行程主动隔振平台.平台主动元件采用直线电机,并针对隔振任务设计了无间隙万向节结构.隔振平台采用6-UPS并联机构Hexapod构型,具有30 kg承载能力,上平面可进行±30 mm平动和±8°转动.Hexapod平台控制方法采用PID(Proportion-Integral-Derivative)定位控制和X滤波自适应逆振动控制结合的方法.对Hexapod平台进行3～20 Hz垂直方向正弦振动隔离实验结果显示,平台对基座振动的振幅隔离幅度高于90%,对5～20 Hz频段随机振动隔离实验结果显示,隔振前后上平面振幅峰峰值下降78%. 相似文献
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鸬鹚在水面起飞的过程中,进行周期性扑翼运动的同时,其脚蹼也不断进行周期性拍水运动。为探究脚蹼周期性拍击水面对鸬鹚水面起飞的贡献以及定量计算每个拍水周期中脚蹼力的大小,探讨了鸬鹚起飞过程中后肢力量的贡献以及需要腿部力量辅助的原因;同时,比较自然界生物在水面行走或奔跑方式的异同,从而研究鸬鹚等水栖鸟类在水面上连续拍水的机理。通过蛇怪蜥蜴和鸬鹚脚蹼水上运动模式和机理的对比,类比研究脚蹼对水面冲击而产生支持身体冲量的大小与脚蹼在拍水时与水接触变化的过程;定义鸬鹚腿部自由度,建立鸬鹚起飞过程脚蹼周期性拍水运动的运动学模型,分析腿部关节角度与脚蹼中心坐标的D-H矩阵,并研究关节角速度与脚蹼中心速度的雅可比矩阵,通过现有的视频分析验证模型可靠性,并对鸬鹚脚掌运动以及水平、竖直方向的运动做了基本计算。 相似文献
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为提高机器人的负载能力,基于几何分析和螺旋理论的基本原理,对绳驱动 拟人臂机器人的构型设计、钢绳传动方式和运动学控制问题进行了深入的分析.首先针对绳 驱动走线方式的多样性选择,设计了一种具有肘、腕关节耦合和肩、肘关节耦合的绳驱动传 动机构;然后以肩、肘、腕7-DOF关节为中间媒介对机器人末端和驱动钢绳间的运动学关系 进行了分析,即先考虑机器人末端位姿和各关节角度之间的关系,再研究各关节角度和其相 应的驱动钢绳绳长之间的关系,从而得到绳驱动机器人的运动学解;最后进行了仿真研究. 仿真结果显示机器人的关节角度和绳长变化曲线十分平滑,末端的实际轨迹跟踪理想轨迹的 误差非常微小,说明建议的算法正确,绳驱动机器人运行理想,可以有效克服常规机器 人自重过大带来的负面影响. 相似文献
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针对大规模设备协同系统中时间属性复杂、时间约束验证困难的特点,给出了大规模设备协同中的时间属性建模方法.针对设备操作时间和状态维持时间2种时间属性,通过在操作上附加时间属性实现了对设备操作时间的建模,通过在连接符上附加时间区间属性,实现了对状态维持时间的建模.在此模型的基础上,给出了大规模设备协同中4种基本结构的时间计算方法,并通过结构等价,将基本结构等价为一个连接符,从而实现了一个设备协同模型中所有节点的时间计算;并给出了大规模设备协同中的时间约束验证规则.通过相关比较及实验分析,验证了该方法具有更高的准确度,计算偏差较低且稳定,能够满足大规模设备协同系统的性能要求. 相似文献
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压电自适应桁架结构主动控制模型及实验 总被引：1，自引：0，他引：1
为提高结构对外部环境的抗干扰能力,构造了压电柔性自适应桁架结构,并对其主动控制进行了研究.由传感器、作动器与柔性梁组成压电自适应桁架结构.基于自适应结构的机电耦合理论,在测量位移的情况下,采用改进的二次积分力反馈控制方法研究了空间压电柔性自适应桁架结构的振动主动控制问题.建立了压电柔性自适应桁架结构主动控制实验系统,并对这类自适应结构进行了实时计算机振动主动控制实验研究.实验研究表明柔性自适应桁架结构能够改善结构的动力学特性,对外界的干扰具有良好的自适应性. 相似文献
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研究了适合多种结构布局形式的统一坐标变换方法,开发出数控系统5坐标变换函数库,并作为坐标变换控制模块集成到数控系统中.分析了5坐标数控机床运动学模型,归纳出12种5坐标数控机床结构布局,并推导了对应的坐标变换数学算法.通过结构分析和数学变换将12种算法扩展归纳到3类基础算法,并基于3类基础算法开发出适合多种机床结构布局的5坐标变换库.利用机床三维仿真系统验证了5坐标变换库的可行性,并将该坐标变换库集成到北京航空航天大学开发的CH-2010开放式数控系统中. 相似文献
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一种含闭环支链的新型并联机构设计与分析 总被引：1，自引：1，他引：0
为满足航天飞行器壳体套装过程中位姿调整机构刚度大、精度高的要求,对传统的支链结构进行有针对性的改进,设计了一种支链为闭环结构的新型5-U（RRP）S/（8U）PU并联机构,并进行了分析研究。应用螺旋理论计算机构的自由度;建立封闭矢量方程,进行运动学正反解;应用螺旋理论求解机构的全雅可比矩阵;利用杆长约束条件绘制机构的定姿态工作空间;通过求解静刚度矩阵分析机构的刚度随位姿的变化情况;利用软件进行仿真,并与一般机构进行对比。通过分析,验证了该机构的可行性和实际应用价值,为实现航天飞行器壳体套装的自动化奠定基础。 相似文献
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一种六杆并联机器人的控制问题和控制器研究 总被引：1，自引：0，他引：1
针对一种六杆并联结构工业机器人,研究了其运动学逆解和正解算法,以及它们在开放式数控系统中的具体实现技术,解决了基于逆解算法的实时坐标变换问题和基于正解算法的系统初始化问题,并给出了相应模块与数控系统内核的接口,最后在一种开放式数控系统平台上实际开发成功针对这种并联结构机器人的控制系统,从而得出结论,采用正确的实现技术,并联结构机器人的实时控制问题可以在开放式数控系统中很好地得到解决. 相似文献
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