冗余并联机构的PD控制

采用并联机构的简化树动力学模型 (reducedtreemodel) ,给出了冗余并联结构的动力学方程和基于PD控制策略的控制方法。为了消除冗余并联机构固有的内作用力 ,给出了一种基于静态力平衡的控制方法。最后 ,利用一个 2自由度的冗余平面并联机构作为控制实例 ,实验结果表明了控制方法的正确性     

机构运动弹性动力学普遍方程的研究

本文首次采用等参有限单元,建立了一个为一般机构广泛适用的运动弹性动力学普遍方程。在不附加任何“运动学”假设的情况下,作为自然的结果,方程的质量阵是正定、协调的常数阵;方程中不存在两类时变的非对称系数项,即所谓的“陀螺阻尼”项和“离心动刚度”项。因此,该方程无论在形式上还是在生成及求解方面,都要较其它同类型方程简单。此外,基于一维等参梁单元,本文还具体导出了具有杆状构件的平面连杆机构的弹性动力学模型,并给出了一个铰链四杆机构的算例。     

飞艇-绳索-子弹系留动力学研究

针对高空飞艇投放试验平台,采用多刚体系统Kane法建立了飞艇-绳索-子弹的开链式多刚体动力学模型,针对末修子弹系留试验中的关键动力学问题,分析研究了飞艇-子弹耦合系统的动力学特性.高空投放试验验证了动力学模型的有效性和正确性,该模型也可推广于其他绳索动力学系统.     

潮流与风对单点系泊系统运动稳定性的影响研究

应用时域仿真的方法研究了风与潮流作用下单点系泊系统的非线性动力学特性。以三阶操纵运动方程为基础,引入定常的风力、潮流作用力和二阶波浪力,建立了系泊系统三自由度运动微分方程,据此建立了系泊系统的多自由度计算机仿真模型。风与潮流联合作用的情形下,对一艘单点系泊油轮的动力学行为进行了数值仿真研究。以潮流速度和系缆长度为分岔控制参数,在参数平面上给出了油轮系泊运动的Hopf分岔集,它将参数平面分为两个系统动力学行为本质不同的区域。研究表明,与潮流(顶流)单独作用的情形相比,顶风条件增加了油轮静止系泊位置的Liapunov稳定性。     

变质心弹头纵平面机动飞行的控制指令设计

在推导变质心弹头动力学方程的基础上,对该动力学方程进行简化和线性化,得到了变质心弹头自动驾驶仪的方程,当输入不同程序控制指令后,可以仿真出变质心弹头不同的飞行弹道以及弹头的机动范围,进而得出变质心弹头纵平面内可机动飞行的范围与所需控制指令频率及幅值大小之间的关系.对于变质心弹头纵平面内机动控制程序的工程设计提供了必要的理论参考依据.     

树形挠性多体系统的 Kane 动力学方程 ——一种面向计算机的建模方法

本文针对具有树形结构的空间挠性多体系统,建立了Kane 动力学模型。挠性多体系统由任意数目的挠性体或刚体组成,假定铰链点之间具有三自由度相对转动和平动,选取相对平动速度和转动角速度,以及模态坐标的导数为系统的广义速度,建立了系统的最小维数运动方程,所得结果便于计算机自动生成和进行数值仿真。     

瞬变流二维理论模型及其应用

提出了求解弯管、孔板、三通等管件中的瞬变流动的二维理论模型和数值计算方法。对瞬变流动的二维控制方程进行坐标变换,得到计算坐标平面上的控制方程,并给出了计算平面和物理平面网格点一一对应关系方程和数值求解方法。建立了计算平面控制方程的边界条件,给出了差分求解方法,并提供了计算实例。     

一种基于TF·IEF模型的在线新闻事件探测方法

空间电磁编队具有不消耗推进剂、无羽流污染、连续可逆和同步控制等优势,静态电磁编队在光学干涉成像等领域具有广阔应用前景。动力学平衡态的稳定性与控制是实现静态电磁编队的基础。论文针对双星电磁编队沿径向、切向和法向分布的三种平衡态构形,利用Kane方法建立了6-DOF耦合非线性动力学模型,分析了三种平衡态构形的开环稳定性、耦合特性与控制需求,最后设计LQR控制器,实现了平衡态构形的稳定控制,并进行了仿真验证。     

大口径舰炮摆弹机构柔体动力学及 弹药运动误差研究

为提高舰炮自动机机构和弹药运动的控制精度,需要研究自动机柔性动力学问题。首先,利用多体动力学理论,研究弹药摆弹与转弹之间的交接运动误差;然后,根据拉格朗日方程推导了特定浮动坐标系下摆弹臂柔体动力学方程,分别由摆弹臂柔体与刚体动力学模型,分析了柔性摆弹臂的前四阶主振动响应,进一步比较了柔性体振动对于误差的影响。研究表明:在弹簧驱动条件下,柔性摆弹臂在大范围运动的同时包含着高频振动,由动力弹簧输出的摆角包含有振动成分;根据弹性振动引起的(角)位移响应误差,可以确定摆/转接口中摆弹臂摆角、弹药位移与姿态误差裕度,而抑制柔性摆弹臂一阶主振动可以有效减小响应误差。该研究结果可用于摆弹臂结构优化并以此提高摆/转接口的可靠性。     

冗余空间机器人基座姿态调整的笛卡尔路径规划

空间机器人系统的机械臂和基座之间存在着动力学耦合,为了保证笛卡尔路径规划的同时可以调整基座的姿态,文章以冗余自由度空间机器人为研究对象,首先建立了空间机器人系统的运动学方程;由于存在一定的冗余度,通过将基座姿态运动方程与广义雅可比矩阵组合得到扩展后的雅可比矩阵,实现了基座和机械臂运动的协调规划;最后讨论了基座姿态无扰路径规划,并与零空间法进行了对比。建立平面三自由度空间机器人系统,分别采用零空间法和扩展雅可比矩阵法进行了基座姿态无扰路径规划和基座姿态跟踪路径规划,仿真结果验证了方法的有效性。     

自由漂浮柔性机械臂系统的动力学建模与仿真

动量矩守恒约束使自由漂浮柔性机械臂系统成为非完整系统,其动力学模型通常是难以求解的微分—代数方程,因此提出将机械臂系统等效为一个完整系统进行建模。假设载体存在姿态控制力矩,此时由于不存在动量矩守恒约束,系统变成一个完整系统,采用Lagrange方法建立其动力学方程;令方程中载体的姿态控制力矩为零,即得到自由漂浮机械臂系统的动力学方程;采用数值方法求解动力学方程,并将动力学分析的结果与ADAMS中仿真的结果进行对比,验证了模型能够有效模拟自由漂浮柔性机械臂系统的动力学特性。     

某坦克发动机调速性能的模拟计算

为了计算某坦克发动机的调速性能,发展了一个柴油机调速系统的模拟模型.将发动机任一工况的调速器齿杆位置与油门开度和发动机转速联系起来,建立了调速器静力学和动力学方程;调速器动力学方程用2个一阶微分方程表示,引入了连续性函数sigmoid函数代替非连续性函数sign函数,使调速器动力学方程能够方便地应用数值积分方法求解,并且避免了计算结果的小范围振荡.对该坦克发动机调速系统的稳态与动态工况和调速器稳定系数、不均匀度、稳定调速率、瞬时调速率、过渡时间等参数进行了模拟计算,显示这种方法可以用于坦克发动机调速性能的研究.     

基于SD的信息化防御作战中兰彻斯特方程

在对信息化条件下的防御作战进程分析的基础上,增加信息因素和兵力补充速度对经典的兰彻斯特方程进行改进。通过引入系统动力学方法,构建了信息化条件下的防御作战进程的系统动力学模型,利用系统动力学方法来对改进的兰彻斯特方程进行求解。仿真结果证明了系统动力学在解决复杂兰彻斯特方程中的优越性。     

多整转副平面连杆机构屏幕模拟的连续性算法

提出一种多整转副平面连杆机构在屏幕上连续运动的简便算法,这种算法的分析策略是把整个机构逐步分解为单构件和二杆组这样一些基本单元,通过对这些基本单元的求解得到整个机构在任意瞬时的位置,具体方法是建立相对坐标系,通过坐标变换求出结果,与通常采用的解矢量方程或极坐标方程的方法相比,新算法既不受杌构复杂程度的限制,又可避免求解结果的多值性和由此引起的繁杂的象限判断过程,从而可提高运算效率和模拟效果。     

某型自行加榴炮抽筒过程动力学分析

分析了某型自行加榴炮钢质药筒不抽筒产生的原因,简述了火炮抽筒机构改进的措施,建立了抽筒过程的动力学方程,分别对四种方案进行了计算。     

真比例导引律的降维分析方法

提出了三维真比例导引律的降维分析方法。首先研究视线的运动规律,提出了视线的两种旋转角速度及其计算方法,建立了视线运动方程与新的弹目相对运动方程。其次通过对弹目相对运动的分析,发现在三维空间中存在视线瞬时旋转平面,可以在该平面内构造二维制导律,以应用于三维拦截问题的制导控制。然后将空间真比例导引律不加任何近似与线性化直接引入视线瞬时旋转平面,使其维度从三维降为二维,并对其制导特性进行了分析。最后通过仿真对比分析,验证了真比例导引律降维分析方法的有效性。     

基于并联稳定平台的火炮跟踪仿真研究

在火力控制系统中,火炮对目标的跟踪与识别,以及能够稳定瞄准目标是至关重要的,利用并联机构负载大,运动精度高的特性,将六自由度并联机器人作为稳定平台搭载火炮,应用到火炮跟踪系统中。为验证并联平台的快速调姿的可行性和准确性,基于牛顿-欧拉方程建立并联机构的动力学模型,基于其逆动力学模型建立逆动力学轨迹跟踪控制模型,通过Adams与Simulink的联合仿真进行验证。结果表明,并联稳定平台在所建立的控制模型的控制下,可以实现快速、精确的位姿调整。     

受扰Sine—Gordon方程的浑沌性态

本文借助于Sine—Gordon方程的简化力学模型——Scott扭曲系列摆模型,利用行波法和Melnikov方法将平面摆的浑沌性态嵌入Sine—Gordon方程,从而描述了平面摆浑沌性态的空间传播——受扰Sine—Gordon方程的浑沌性态。     

轴向移动内压力梁动力学的动网格法

面向轴向移动内压力梁结构动力学特性研究,采用Lagrangian方法建立了轴向移动内压力梁的运动控制方程,基于有限元动网格法对轴向移动梁运动控制方程进行离散。将内压力作为边界条件,采用Newmark-β时间积分方法计算轴向移动梁动力学响应,并开展动力学特性研究。结果表明,建立的有限元动网格模型能够有效地实现轴向移动内压力梁动力学响应计算。轴向移动内压力梁在收缩运动过程中,自由端振动频率将逐渐增加。悬臂长度对梁自由端振动频率具有显著影响。同时,结构振动频率随内压力的增加而增加。本文中建立的有限元动网格模型能够为轴向移动内压力梁动力学研究提供新方法。     

两栖UAV动力学建模与仿真

两栖UAV是介于空气与水之间运动的新概念飞行器,由于同时受到空气动力,水动力的作用,动力学特征较巡航飞行器和水面滑行艇均有很大差别.基于空气动力学和二元平面滑行理论.建立了两栖UAV的飞行动力学模型和滑跳动力学模型,同时给出了仿真算例,并对两栖UAV的滑跳过程进行了弹道仿真研究.建模可以为两栖UAV的方案总体设计,滑水外形优化和弹道方案设计提供理论依据和计算方法.