3-DOF转动柔索驱动风洞机构的力雅可比矩阵

简要概述了柔索牵引并联机器人在国内外的研究和发展现状,提出一种新颖的基于5根柔索牵引并联机器人的三自由度转动角度机构及测力一体化风洞试验装置。应用并联机构基本理论研究了机构的运动学逆解。依据空间解析几何理论,直接推导出在各柔索安装单分量力传感器时模型的感、测力变换雅可比矩阵。最后给出了数值算例,验证了该装置应用于风洞测力试验的有效性,为该测力装置应用于风洞试验奠定了基础。

平面3-DOF机构基本构型的创新设计及应用研究

研究了平面3-DOF机构的基本构型及应用.用图论理论,推导出了平面3-DOF运动链的全部基本构型,并给定3个驱动元件均在机架上的约束条件,以减少惯性力的作用.得出5种实用的平面3-DOF机构的基本构型.对得出的每一种基本构型分析其结构特点,应用现状,提出了潜在的应用前景.

3自由度胸鳍机器鱼动力学建模及推进性能分析

为了提高仿生机器鱼在复杂水环境中的游动性能和推进效率,文中设计了一种3自由度胸鳍机器鱼推进机构,研究了鱼体在3自由度胸鳍推进和两侧胸鳍与尾鳍协同推进两种模式下的游动性能。首先,基于鱼体波传播理论分析3自由度胸鳍关节空间运动规律,采用微元法分析建立其动力学模型,并对不同推进方式下运动参数的影响程度进行了比较和仿真。仿真结果表明:当两个胸鳍相互协同时,机器鱼的平均速度为0.28 m/s,当双侧胸鳍与尾鳍共同协同时,机器鱼的平均速度为0.42 m/s,对比发现胸鳍和尾鳍协同推进时速度更高且推力更大,可实现较宽的游速范围,推进性能更好。

3-PCR并联减振装置的动力学分析

为实现多维减振,本文采用3-PCR并联机构作为多维减振平台。并联机构动力学模型是多自由度、多参数耦合且高度非线性的复杂系统,首先,利用Lagrange法建立3-PCR并联减振装置的动力学方程;然后,利用Solidworks构建减振装置三维模型,并将模型导入ADAMS中建立虚拟样机模型;最后,利用ADAMS仿真软件对三维减振装置基体进行运动学和动力学仿真分析,得到驱动杆位移、速度、加速度曲线图和各连杆驱动平衡力图。仿真结果表明:3-PCR并联减振装置具有较好的运动稳定性,加速度在变化时也没有存在较大的冲击,便于控制。

基于方位特征方程的3T-1R并联机构的拓扑结构综合

以SCARA并联机器人的发展为背景,用提出的基于方位特征(POC)方程的并联机构结构综合方法,详述可实现三维平动和一维转动(3T-1R)的并联机构拓扑结构综合的完整过程,给出了13种拓扑结构类型(包括现有的3种SCARA并联机器人构型)及其分类,从中还可进一步衍生出具有实用价值的新机型。基于POC方程的并联机构结构综合方法,每一步都有确定的公式或准则,思路清晰、操作方便。

基于神经网络的3自由度移动机器人跟踪方法研究

针对具有2个可操舵驱动轮的3自由度移动机器人的轨迹跟踪问题,利用神经网络的任意非线性逼近能力辨识出3自由度移动机器人的逆运动学模型,使系统的3个独立输入控制线性化,将一般非线性系统转化为仿射非线性系统.根据反馈控制理论,设计了跟踪控制器,使系统具有良好的全局稳定性,实现了移动机器人的位置和方位的独立跟踪.最后,通过仿真验证了算法的可行性和有效性.

确定6自由度6-3-3并联机构位置正解的数值方法

首先,基于机构学理论和6自由度6-3-3并联机构的基本几何关系,利用MATLAB符号数学计算工具箱得到了求该机构正向位移解的非线性方程组。接着将该方程组的求解问题转化为非线性最小二乘问题,使用MATLAB优化工具箱库函数lsqnonlin求出了具有明确工程意义的正向位移解。最后,给出了一个算例。

荔湾3-1上部组块浮托安装实测研究

随着海洋资源的开采走向深海,海上平台需要面对更加恶劣的海洋环境,因此,需要平台的质量更大,结构更强。而如何安装这些大型平台成为工程施工的重要挑战。浮托安装法是大型平台安装的一种十分有发展前景的安装方法,在浮托安装过程中进行实时监测,可以为浮托安装提供直接的信息反馈,保障安装的顺利进行。以荔湾3-1浮托安装为例,讨论了浮托安装过程中用到的实测技术,主要包括:浮托驳船及组块插尖的六自由度运动监测;施工海域海洋气象条件监测——风、浪、表面流和潮位;浮托驳船两侧护舷的载荷监测。并通过对实测结果进行综合分析,给出可靠的实测数据,为对比理论计算和模型试验,检验预报方法的可靠性提供支持。

3-RRR型并联机构运动学研究

针对3-RRR型并联机构的输入及输出构件间的位置关系展开研究.基于运动螺旋理论,分析了该机构的自由度性质,并确定了主动副的位置;建立了机构的逆运动学方程及正运动学方程,并对给定运动平台的位姿进行了数值计算,以验证所建立方程的正确性;研究了机构的运动解耦性以及运动平台的工作空间大小与连杆长度变化的关系;最后,对给定运动平台的运动方程下主动副的输出转角进行了数值仿真.

3×3 X信道外加时隙干扰对齐研究与设计

对于3×3 X信道,其理论自由度9/5只能以渐近干扰对齐的方式来实现,这需要无穷资源来逼近,实际中不可能实现。在单天线节点场景中,可以通过时域进行干扰对齐的方案设计。为最小化传输时延,考虑以增加一个额外时隙的代价来实现消息的收发处理。通过合理调度消息的发送时隙,以及匹配选择发射机与接收机之间的传播延迟,实现了3×3 X信道的消息传输。通过循环多项式的表示方法,给出了具体的发送与接收方案,其自由度达到了3/2。并就成功传输消息总数进行对比,结果传输效率优于时分多址方案,进一步推导了该方案在欧几里得空间中的可行性条件,表明了各个节点排布的范围要求。

东亚经济弱收敛的原因:对“东盟+3”的检验

东盟和中日韩三国的经贸联系日益密切,双边在自由贸易区领域内的合作不断深化。同时也应该看到,"东盟+3"体系内的各个国家地区经济发展水平有着一定的差距,但这种差距在逐渐缩小。事实表明,在加入以经济自由度为代表的制度因素之后,"东盟+3"的收敛速度有了负的增长趋势,显然,制度因素是阻碍缩小"东盟+3"经济发展水平差距的重要因素。

正交3自由度平动并联机构平台的运动学分析

为了研究正交3自由度平动并联机构平台,设计了该并联机构平台构型;利用校正后的Kutzabach-Grubler自由度计算公式验证该并联机构平台的输出是3自由度运动;根据各构件之间的几何关系,探求各运动支链的夹角与摆臂之间的约束方程;通过运动坐标系和固定坐标系相互之间的映射关系,建立并联机构运动平台参考点的位置方程;对并联机构平台的位置正、逆解等内容进行求解,得到了并联机构平台的速度与加速度表达式。最后,根据设定好的运动规律参数对其进行运动学仿真,并在运动平台上设定参考点,获得了运动平台的运动轨迹和相关运动规律曲线图,验证了并联机构平台的动态性能。

新型3-PRC柔性并联微操作平台的研究

采用压电陶瓷作为驱动器设计了一种带有二级杠杆放大机构的3-PRC柔性并联微操作平台,该平台能实现空间三自由度的微小平移运动,放大机构的理论与有限元仿真分析放大倍数分别为8.772和8.245。首先采用矢量法建立了该机构的运动学模型,得到了其运动学正、逆解和雅克比矩阵。然后利用MATLAB软件分析并绘制了平台的工作空间,最后对机构的解耦性进行了理论分析并利用有限元软件进行了验证。结果表明该机构的耦合性误差小,可以实现空间三自由度微纳米级别的运动,具有较大的运动空间和良好的运动解耦性。

3-SPS/SP并联机构的设计仿真分析及应用

首先建立3-SPS/SP并联机构模型,基于螺旋理论求解其自由度。接着运用坐标变换法求出并联机构的位置逆解,然后用ADAMS软件对并联机构进行动力学分析,分别得出正解仿真和逆解仿真的结果,再运用MATLAB软件编程求得并联机构的可达工作空间。最后以一个在桶状物体表面进行商标喷涂为实例,对该并联机构进行了仿真分析,结果表明:3-SPS/SP并联机构具有4个自由度,分别是绕X轴、Y轴、Z轴的转动和沿Z轴的上下移动,其运行平稳,工作空间较大,并且在整个运动过程中动作连续,没有出现空洞的部分。

3-SPS/UPR并联工作台运动学分析

提出一种以3-SPS/UPR并联机构为主体的工作台,用以辅助少自由度机床对工件进行曲面加工。建立3-SPS/UPR并联机构的运动螺旋矩阵,通过螺旋理论对其进行自由度分析,采用修正的Kutzbach-Grübler公式进行验证;通过机构中的几何关系,采用封闭矢量法求解该机构的位置逆解,并求出该机构的速度Jacobian矩阵;通过三维动态搜索法求解该机构的工作空间;通过Adams软件对该并联工作台进行了运动学仿真。该3-SPS/UPR并联机构能够进行两平移两转动的运动,可提高机床加工效率和加工质量,增大机床加工范围,提高机床的曲面加工的能力。

3自由度并联机器人研究进展分析

并联机器人作为一种新型机器人,具有刚度高,误差小,动力性能强等特性。根据大量并联机器人文献,介绍了多种结构形式的3自由度并联机器人,分析其不同结构形式下的工作空间与可操作性研究方法,探讨其典型误差补偿方法,对其今后的相关研究具有借鉴意义。

基于电感特性的磁阻式球形电机无传感器位置检测

球形电机的转子姿态检测通常需要在转子轴或定子壳上安装位置传感器来实现,这些传感器所占用的空间较大,为球形电机的实际安装和应用造成了负面影响。本文根据磁阻式球形电机的结构与运行特点,提出了一种基于电感特性的磁阻式球形电机无传感器位置检测方法。通过实时检测不同转子姿态角度下的定子线圈电感数据,然后利用极限学习机(ELM)算法搭建位置预测模型。通过对比验证,证明了该方法得到的转子姿态角度精度较高,为磁阻式球形电机的控制与应用提供了可行的思路。

基于双线性ADRC的翼伞系统三维航迹跟踪控制

目前翼伞系统的航迹跟踪主要针对二维路径,对于三维航迹跟踪的研究不多。针对翼伞系统6-DOF模型,采用具有天然解耦属性的自抗扰控制策略,设计一种基于双线性ADRC(B-ADRC)的三维轨迹跟踪控制方法。在水平面与纵向设计制导率与控制器,实现姿态与轨迹位置的跟踪,并对轨迹跟踪误差进行实时修正。跟踪过程中,将理想轨迹离散化获得一系列参考点,通过点切换的方式实现了复杂轨迹的跟踪。实验结果表明:所设计的双线性ADRC控制器能够实现对三维航迹的跟踪,具有良好的鲁棒性和抗干扰能力。

永磁同步电机的双口三自由度内模自适应控制器设计

在一些高性能的驱动场合,电流耦合、控制量饱和和惯量扰动的存在是造成伺服系统控制性能变差的重要原因。为改善该种情况,分别对永磁同步电机矢量控制系统的电流环、速度环进行设计。电流环采用了双口三自由度内模控制结构,一方面实现了对定子电流交叉耦合电势的完全解耦,另一方面,通过适当的设计双口控制器,可以使系统拥有更好的伺服跟踪、扰动抑制和抗积分饱和性能。速度环采用参数自校正PI控制器,设计目标是解决工程实际中电机及其负载转动惯量变化导致的系统超调和稳态抖动问题。仿真结果表明,双口三自由度内模自适应控制器可以在同一矢量控制系统中实现稳定工作,系统具备更好的控制性能。

三自由度并联驱动平台机构的位置逆解及其分析

介绍了三自由度并联驱动平台机构的特征与特点，对其中一种典型结构的位置逆解作了具体的探讨，推导了相应的算式，并对该机构所产生的附加约束运动进行了分析．三自由度并联平台机构有三个独立的运动参量，在一定条件下也会产生三个附加的约束运动参量．这是这种空间机构进行位置姿态运动时的一个重要特点．但实例计算表明，产生的附加约束运动量与独立运动量比较而言，其值相对较小．探讨的三自由度并联平台位置逆解，其算法具体、简洁、实用，对三自由度并联平台机构的运动控制具有直接的应用价值．