新能源商用车平顺性计算平台开发

车辆平顺性是决定车辆底盘性能的重要性能指标之一,文章建立了七自由度车辆模型和路面激励模型,并以MATLAB为工具开发了车辆平顺性设计计算界面平台。以某型纯电动轻卡研发为例,运用该计算平台完成车辆平顺性指标优化设计,计算结果与实车试验数据对比,进一步验证了各模型和计算方法的有效性。该计算平台可为车辆底盘性能开发提供支持。

七自由度主动空气悬架最优控制的研究

在深入研究空气悬架特性的基础上,应用汽车系统动力学理论建立了新型七自由度主动空气悬架整车模型。控制方法是整个主动空气悬架控制技术的核心,对主动空气悬架的特性有着举足轻重的影响。根据二次型最优控制器的设计原理设计了主动空气悬架二次型最优控制器(LQR),同时建立了随机路面的四轮输入模型。仿真结果表明:与被动空气悬架相比,最优控制的主动空气悬架能有效控制车身垂直加速度、车身侧倾角加速度和车身俯仰角加速度。

某型轿车悬架参数的多目标优化设计

为了解决某型轿车的悬架参数匹配,利用ADAMS中的路面发生器和Matlab程序生成四轮相关的B级随机路面,与标准路面谱吻合较好。在此路面的激励下,对该型轿车的七自由度ADAMS模型进行了仿真分析与评价。验证了系统动态响应的功率谱峰值频率与其固有频率的对应关系,探究了悬架参数对加权加速度均方根、悬架动行程和轮胎动载荷的影响趋势。采用统一目标函数法对车辆悬架参数进行了多目标优化,优化结果表明:轮胎动载荷不增大的同时,舒适性有所提高。

平面两自由度七杆机构位置分析的符号解

应用数学机械化方法和计算机符号处理技术，对平面两自由度七杆机构位置分析问题进行了符号求解，该法通过对变量的排序、多项式分组、约化、构成基列、求余等运算，将一组非线性多项式方程化简为一个同价的三角化方程组，导出了单变量的８次代数方程，得到了封闭形式的解析解，并给出一个数字实例来说明这种方法。

混合驱动平面2自由度七杆机构的可动性分析

提出了单环运动链的可动性条件与其工作空间相结合,分析、求解平面多环、多自由度机构可动性的方法.该方法既适用于手工分析,也适用于计算机编程.利用这种方法详细地分析了混合驱动平面2自由度七杆机构的可动性问题.首先分析了七杆机构中2个五杆闭环运动链对应的2种五杆机构的可动性,得出了每一种五杆机构的2个连架杆成为曲柄的最小尺寸条件;然后分析了2种五杆机构的工作空间,得出了因环路之间的耦合而对于其可动性的进一步限制条件,从而最终得出了混合驱动平面2自由度七杆机构的3个连架杆成为无条件曲柄的可动性充分必要条件.最后给出了实例,并进行了仿真,验证了该方法的正确性.

七自由度手臂运动控制与轨迹插值

针对七自由度拟人手臂运动控制与轨迹平滑的相关问题,进行了相关运动学算法和轨迹插值算法的研究。首先,根据七自由度拟人手臂的机械结构和冗余轴运动特性,建立了基于MDH法的连杆坐标系,其次从正、反运动学建模两个方面对拟人手臂进行了运动控制描述。然后,深入研究了拉格朗日插值算法,从而构造出平滑曲线。最后,利用MATLAB的机器人工具箱和绘图工具箱对拟人手臂进行了运动和规划仿真实验,从而验证了正、逆运动学封闭解和拉格朗日插值算法的正确性。

基于自运动的仿人七自由度机械臂逆解算法

基于七自由度(seven degrees of freedom,7-DOF)机械手臂的结构和自运动特性,提出通过对关节位置进行几何分析,求解机械臂逆运动学的方法.该方法在自运动构型的基础上,以0坐标系为其他坐标系的基系,根据同一向量在不同坐标系之间的投影特性与关节角之间存在着的对应关系,实现对七自由度机械臂逆运动学的求解.该方法能够求解出针对任一特定末端位姿的所有理论逆解.通过引入机械臂优化的二次目标,对所有理论逆解进行优化,可得最优逆解用于机械臂控制.与梯度投影法等通用算法相比,该方法具有直观简练、计算量小等优点,且不同的末端位姿求解过程互不影响,对系列性末端位姿连续求解不存在累积误差.

七轴机器人运动控制与奇异摄动算法研究

为满足极端环境对机械臂在集成度和性能方面的特殊要求,提出一种具有高集成度机构的七自由度机械臂,该手臂具有高阶、非线性、强耦合等特点。首先,分析了机械臂结构末端手腕的灵活性和紧凑的特点;其次,建立了机械臂的运动学模型,从正逆运动学两个角度对机器人的结构特征进行了描述,并以其位置与姿态解耦的特点为突破口开发了机械臂的运动学算法;再次提出了一种基于奇异摄动的控制方法,通过振动抑制方法将系统分为快慢两个子系统,实现降阶作用。最后通过实验,通过绘制正逆运动算法的机械臂轨迹曲线,同时针对降阶后的系统设计控制器进行系统分析。实验结果验证了算法的有效性和精确性。

直列六缸发动机激振力分析与仿真

为了高效且准确地分析发动机的激振力,建立了发动机7自由度振动模型.根据激振源和激振作用的不同,把发动机的激振力分为了4类:惯性激振力、惯性驱动力矩、缸压激振力、缸压驱动力矩,并建立了单缸模型,分别给出数学表达式.从单缸激振力出发,根据各缸的相位差推导出多缸发动机的激振力.针对某排量为6.75L的直列六缸发动机,仿真得出其激振力变化.

汽车动力学模型仿真

为了模拟汽车的操控稳定性,在MATLAB/SIMULINK平台上建立了七自由度车辆动力学仿真模型。嵌入某汽车参数后,对模型进行了前轮转角阶跃输入下的仿真分析。结果表明,搭建的模型可以真实地反映车辆运动特性的变化。

基于Groebner基法的平面七杆机构位置分析

基于Groebner基法和计算机符号处理技术,对各种结构形式的平面两自由度七杆机构位置分析问题进行了符号求解,该法通过对变量的排序,建立多项式对的集合,求S -多项式,约简等运算,将一组多项式方程化简为一个同价的三角化方程组,得到了封闭形式的解。给出了机构的装配构形。研制的软件可以适用于各种结构形式的平面两自由度七杆机构位置分析进行符号求解,研究了几何参数和输入参数对机构输出位置的影响,给出几个数字实例。

服务机器人解耦球型手臂运动控制方法

为了在适应极端条件下,服务机器人手臂能够满足高集成度和高性能的特殊要求,提出了一种基于解耦球型手腕的七自由度机械机构。首先分析七自由度机械手臂的机械结构特点,利用MDH法建立了机器人各个轴的相关坐标系。然后,利用牛顿迭代和传递逆方程法反向解析了手臂,手腕机理确保手腕紧性和灵活性的工作空间。最后,从电机控制和模块方向设计了七自由度软件流程。上述理论确保了该机器人机构能平稳并且能够灵活实现各个自由度的运动控制。

七自由度整车半主动悬架仿真研究

通过MATLAB软件建立整车七自由度的动力学仿真模型。半主动悬架采用双模糊控制器,将计算出的刚性车身与悬架连接处的速度、动行程与俯仰角参数作为主动悬架控制的输入量;前轴左右车轮,悬架与车身连接处的速度与其期望值的误差及其变化率作为第一控制力输入量,刚性车身质心俯仰角速度与其期望值的误差及其变化率作为第二控制力输入量;后轴左右车轮,车悬架与车身连接处的速度与其期望值的误差及其变化率作为第一控制力输入量,悬架动行程与其期望值的误差及其变化率作为第二控制力输入量。计算结果表明:采用双模糊控制器能明显改善整车行驶的舒适性与稳定性,系统综合特性较好,刚性车身的垂向加速度、俯仰角加速度、前后悬架动行程性能提升明显,分别提升27.2%,19.6%,95.5%,33.8%。

基于Groebner基的平面两自由度七杆滑块机构位置分析符号解

基于Groebner基法和计算机符号处理技术,对平面两自由度七杆滑块机构位置分析问题进行了符号求解。该法通过对变量的排序,建立多项式对的集合,求S—多项式,约简等运算,将一组多项式方程化简为一个同价的三角化方程组,得到了封闭形式的解析解,并给出了具体数值实例。

振动筛七自由度动力学仿真

以单层香蕉筛为研究对象,根据实际情况建立起七自由度动力学模型,包括筛身的垂直、俯仰和侧倾,以及4个底座的垂直运动。接着,将建立起的2阶微分方程转化为由状态方程和输出方程组成的状态空间表达式,并在Matlab/Simulink模块中搭建其系统模型,得出位移、速度和加速度曲线,从仿真结果得出位移最大值与设计振幅8 mm接近,从而证明动力学模型的正确性,对其振动特性的研究具有一定的指导意义。

基于Groebner平面两自由度七杆机构位置分析的符号解

借助Groebner基法和计算机符号处理技术,对平面两自由度七杆机构位置分析问题进行了符号求解。该法通过对变量排序,建立多项式对的集合,求SP多项式,约简等运算,将一组非线性方程组化简为等价的三角化方程组,导出了单变量的8次代数方程,得到了封闭形式的解析解,并给出了具体数值实例。

七自由度模块化机械臂运动学及工作空间分析

根据标准D-H参数法,建立七自由度单臂运动学模型,求得运动学正解,采用几何法求逆解运动方程,利用MATLAB Robotics Toolbox工具箱搭建仿真平台验算其正确性,建立各模块坐标系,导入MATLAB中生成七自由度工作空间离散图。采用蒙特卡洛法对七自由度模块化机械臂进行工作空间分析,为后续动力学研究、双臂协调控制奠定基础。

七自由度机器人误差建模及标定试验研究

通过FA1400机器人的运动学以及误差学理论,推导了FA1400七自由度机器人的运动学模型,设计了基于PMAC的控制系统,利用激光跟踪仪对FA1400机器人进行了误差标定试验,试验验证了误差建模的正确性,并得出了该机器人的定位精度。设计实现的七自由度机器人控制系统为进一步研究冗余自由度工业机器人奠定了基础。