一种新型五自由度混联机器人的动力学研究

所要研究的对象是一种由2RRU/RUU并联机构和RP串联机构组成的五自由度混联机器人,它适用于一条自动化生产线上,用来完成物料的抓取和搬运工作。该机器人既有串联机器人工作空间大的优点,又有并联机器人刚度大、精度高的优点,但是这也增加了其动力学分析的难度。我们首先采用有限元分析软件对其进行了模态分析、谐响应分析等动态性能分析,接着采用牛顿-欧拉法推导出该模型的动力学方程,并借助MATLAB软件进行了动力学仿真,验证了建模的正确性。     

基于并联机构的船舶海浪补偿平台仿真分析

将基于Stewart的并联机构应用到船舶海浪补偿,利用并联平台负载大、运动精度高等优点,使海上作业设备在海浪持续且复杂的扰动下能够精确、稳定地进行作业。为验证并联平台的快速调姿的可行性与准确性,通过Adams/Control模块和MATLAB/Simulink模块库搭建控制系统,通过PID调节误差,控制并联平台的运动,达到快速调整位姿的目的。通过对并联机构的仿真分析,并联机构具有快速,精确调姿的能力,为应用到海浪补偿系统提供了理论依据。     

船用波浪补偿稳定平台的稳定性研究

对于船用波浪补偿稳定平台,由于机构复杂,耦合度/非线性高,因此建立准确的动力学模型是实现补偿稳定控制的前提。论文研究的波浪补偿稳定平台以Stewart平台为主体,基于其机构的特点及运动耦合性,通过欧拉角坐标转换法,运用运动学逆解分析其运动特性,求得机构的Jacobi矩阵;采用Lagrange方程从能量的观点求出机构完整的动力学方程,得出"惯量"为主要的耦合量;运用微分几何控制法解耦,得到上平台的运动规律。通过理论仿真与试验分析,验证了所建的动力学模型的正确性,为实现波浪补偿稳定平台高精度解耦控制提供了重要的理论依据。     

船舶环形供电网络的短路电流计算

船用环形供电网络短路电流的研究目前处于初级阶段，本文使用等效发电机法和状态方程迭代求解法对环形网络的短路电流进行了研究。等效发电机法可通过发电机与阻抗串联等效和不同型号发电机并联等效将网络简化，从而求得短路电流。迭代求解法中，供电网络模型由状态方程表示，离散后求解，仿真中利用了MATLAB的强大数值计算功能，方便地分析各支路电流。最终给出了两种方法得出的计算结果及仿真曲线，为研究更复杂的环形及网型网络短路电流打下了基础。     

内河航道测量波浪补偿装置设计及仿真分析

针对内河航道测量船在水上航行时受到风浪影响产生船体运动后会对船上测深仪器的水深测量精度产生不利影响的问题,设计了一种基于并联机构的主动波浪补偿装置。基于Solid Works设计出补偿装置机构的三维模型,并采用ADAMS对补偿机构进行运动学仿真,得到了补偿装置机构补偿运动参数曲线,验证了补偿机构设计的正确性。     

UPQC最小化视在功率补偿策略研究

针对不同补偿策略下统一电能质量控制器的功率变化问题,从UPQC与整个电力系统的功率交换的角度出发,建立了UPQC不同补偿策略下的统一功率模型,分析了不同补偿策略下UPQC串、并联补偿部分以及各补偿部分与整个电力系统的有功功率和无功功率的交换关系;提出采用最小视在功率补偿方式有效降低串联部分、并联部分和整个UPQC的视在功率,减小系统损耗并提高系统运行的安全性,仿真验证了最小化补偿策略的有效性。     

五自由度船舶靠泊装置机构设计及运动分析

为提高船舶靠泊安全系数，减少大型船舶靠泊事故的发生，设计一种以两转动一平移3-RPU并联机构为主体结构的5自由度船舶靠泊装置。基于螺旋理论和修正G-K公式，计算出并联机构的自由度；利用齐次位姿变换建立各连杆矢量方程，推导出并联机构位置正反解数学表达式，基于位置反解表达式求出并联机构的雅克比矩阵，根据雅克比矩阵对3-RPU机构的三类运动学奇异性进行分析；建立机构驱动关节速度与动平台速度之间的关系，对正反解的研究结果进行数值验证，并运用MATLAB对位置和速度反解进行仿真；采用蒙特卡洛法求解并联机构的可达工作空间，并运用MATLAB编程绘制出工作空间三维图和截面图，验证了3-RPU并联机构的可行性，为3-RPU并联机构的应用提供理论依据。     

并联式主被动升沉补偿系统的非线性分析与仿真

海上平台吊放重物过程中,需要升沉补偿装置进行辅助作业。本文设计一种基于并联液压缸的主被动一体式升沉补偿系统,描述该系统的工作原理与特点。为建立准确的数学模型,对该系统进行详细的运动学和动力学分析,分析过程中充分考虑液压系统的非线性因素。在此基础上,利用Simulink,建立该系统的非线性仿真模型。仿真结果表明,该升沉补偿系统对波浪升沉运动具有良好的补偿效果,所设计的基于并联液压缸的升沉补偿系统对辅助海上作业具有良好作用。     

船用柴油机配气机构动力学分析及滚轮改进设计

基于虚拟样机技术,利用内燃机动力学专业软件Virtual Engine建立某船用柴油机配气机构的动力学模型。应用离散化的柔体动力学模型进行运动学和动力学仿真计算,分析了配气机构在不同工况下的动力学特性,并对滚轮进行改进设计。分析结果表明：该配气机构动力学特性良好,滚轮改进设计后接触应力有所降低,可靠性得到了提高。     

基于ADAMS的水下扩展机构动力学仿真

为了分析水下扩展机构在不同驱动条件下的动态响应特性，本文建立了水下扩展机构的运动学模型和动力学模型，并利用ADAMS进行动力学仿真。通过仿真得到了水下扩展机构分别在恒速驱动与恒力驱动下，扩展臂的运动参数动态响应曲线，以及机构组成杆件运动副处的约束力随时间变化曲线。结果表明：在恒速驱动下，机构运动时间较长，到位时角速度较小机构能快速稳定；在恒力驱动下，机构动作较为平稳且运动时间短，但角加速度变化复杂，到位时角速度较大，到位后有震荡运动产生。本文的研究为后续驱动控制系统的设计提供理论基础，具有重要的工程实际价值。     

Stewart型并联平台跃度映射

以刚体速度的旋量描述为基础,推导刚体跃度的旋量表达式.在此基础上利用旋量的李括弧运算,得到6自由度UPS串联机构的跃度映射.将串联机构的跃度映射推广到并联机构,建立Stewart型并联平台的跃度映射模型,得到表征跃度映射的三阶影响系数矩阵.该矩阵为四维矩阵,只与机构的位型有关,根据机构类型、运动学尺寸及广义坐标,即可直接得到该矩阵.以XYZ欧拉角为例,推导出上平台的姿态三阶导数与其角跃度的变换公式.最后通过虚拟样机仿真和理论计算的对比验证了跃度映射模型的正确性.     

基于虚功原理的Stewart-Gough型并联机构的逆动力学研究

为了提出一种更为简便的系统方法用于对Stewart-Gough型并联机构的动力学逆解问题进行求解,采用矢量法研究Stewart-Gough型并联机构的运动学,在运动学的基础上,基于虚功原理和雅可比矩阵理论,建立Stewart-Gough型并联机构的动力学方程,将Stewart-Gough型并联机构的动力学方程缩减为一组包含6个未知数的6个线性方程.最后,编制了一套计算程序用于求解并联机构的逆动力学,通过仿真得到了动平台的动力变化曲线.由于采用了雅克比矩阵方法,而不用去求偏速度和偏角速度,使并联机构的动力方程更为简洁.     

基于ADAMS的某舰炮供弹系统仿真研究

基于三维造型设计软件PRO/E建立了炮弹供弹系统的参数化模型,并将其导入机械系统动力学仿真软件ADAMS中,在ADAMS中建立了炮弹供弹系统的虚拟样机模型.并对虚拟样机模型进行动力学仿真研究,得到了各级传动件的啮合力曲线.结果表明,在进行复杂机械系统仿真研究时,运用PRO/E三维复杂形体的参数化建模功能与ADAMS强大的机械系统仿真功能相结合,可方便、快捷、精确地建立系统仿真模型,能较好地解决复杂机构的运动学和动力学求解问题.     

基于虚拟样机技术的舰炮发射动力学仿真

应用多个软件平台,利用PRO/E建立舰炮的三维模型,利用Matlab/Simulink建立内弹道模型,考虑到身管柔性对射击的影响,利用有限元软件建立身管的柔体模型,在ADAMS中建立了舰炮的刚柔耦合虚拟样机联合仿真模型,并进行了发射动力学联合仿真.得到了相关部件的运动特性及炮口响应情况,为舰炮的结构动力学分析及发射精度分析提供了一个简单、实用的分析手段.     

基于ADAMS的某舰炮抽筒机构动力学仿真分析

基于虚拟样机技术,研究某舰炮抽筒机构过程动力学特性。利用三维设计软件PRO/E建立抽筒机构的实体模型,然后导入到动力学仿真软件ADAMS中,建立抽筒机构的虚拟样机,对抽筒过程进行动力学仿真分析,并把仿真分析结果与实验数据进行对比。结果表明,该样机可行、正确,为火炮的优化设计和实验提供了重要数据,有效缩短了研发周期,降低了成本。     

船用增压四冲程柴油机曲柄连杆机构动力学仿真

应用Matlab/Simulink软件,以Daihatsu 6PSHdM-26H系列柴油机气缸为边界条件,建立增压四冲程柴油机工作过程的零维模型,得到了气缸内压力曲线;利用MATLAB软件编写动力学程序,得到曲柄连杆各机构的受力曲线。结果表明:仿真结果与理论计算有较好的一致性。     

船载三自由度并联稳定平台的设计及运动学分析

针对船载设备在海洋中会受到6个自由度的影响,设计一种船载三自由度稳定平台,能够补偿升沉、横摇和纵摇.分析了稳定平台的逆运动学特性,利用Matlab/Simulink的Simscape工具建立了虚拟样机测试系统.在平台模型中添加了姿态传感器,根据逆运动学算法,实现了虚拟样机仿真系统的物理仿真.实验表明,设计的三自由度并联...     

并联型有源滤波器与LC滤波器串联的谐波抑制器

新型电力滤波器采用有源滤波器与LC无源滤波器串联后再与电网并联的混合结构,本文通过理论分析和matlab/simulink仿真分析,验证了有源滤波器与LC滤波器相串联既克服有源电力滤波器容量大、成本高因而缺乏工程意义的缺点,同时改善了滤波,抑制了并联谐振.本文还对有源滤波器的输出滤波器进行了参数设计和仿真,改善了整个系统性能.     

灰色多元回归模型在港口吞吐量预测中的应用

利用灰色模型和多元回归模型建立3种灰色多元回归模型:并联型、串联型和嵌入型.将各模型用于上海港吞吐量预测.可得结论:串联模型和嵌入模型是利用灰色理论对多元回归模型的改进,其能弱化原始数据的随机型,提高模型预测精度;并联型模型本质上是组合模型,能综合多种信息,预测具有非劣性,具有一定的实用价值.     

基于虚拟样机技术的柴油机曲轴-连杆-活塞机构运动学、动力学仿真分析

基于虚拟样机技术及其支撑软件VN4D和Pro/E,实现了对12VPA6柴油机曲轴-连杆-活塞机构的运动学、动力学仿真.通过动态仿真柴油机的运行,获取了仿真模型的运动学、动力学特性数据,得到的结果与理论分析相吻合,这为该型柴油机曲轴-连杆-活塞机构的优化设计和有限元分析提供了依据.