非对称系统周期性动力学响应的封闭解法

建立了一种求解非对称系统周期性动力学响应的数值方法,该方法不局限于具体的机械系统,而是由非对称系统动力学方程的特点推导而来,具有普适性,可应用于求解复杂机械系统的动力学响应。最后通过算例分析验证了该方法的有效性。

封闭解法求解3-PRS并联机构的位置正解

运用封闭解法对3-PRS并联机构进行了正向运动学分析,求解出约束方程,经多次消元后得到正解的单参数16次方程;借助MATLAB软件得到了8组满足条件的正解,并绘制正解空间姿态图。

基于Kanai-Tajimi谱六参数黏弹性耗能结构地震响应的简明封闭解

频域法在计算线性系统随机响应时应用较广泛,但其显著缺点为:计算多自由度动力系统随机响应功率谱无显示封闭解;获得结构响应的方差和谱矩需要数值积分,分析精度和效率受积分步长和积分区间影响较大。基于以上问题,研究了六参数黏弹性耗能多自由度结构基于Kanai-Tajimi谱地震作用下平稳响应的解析解法。运用该方法对一榀5层建筑结构进行分析,获得了线性多自由度耗能结构地震动系列响应方差及0~2阶谱矩的简明封闭解,并将其与虚拟激励法进行对比分析。研究表明,简明封闭解法是一种非常有效的计算线性多自由度系统随机稳态响应的简明解法。

新型3-PRRS并联机构的位置正反解分析

对新型六自由度3-PRRS并联机构进行运动学分析,推导了解析形式的运动学反解,利用封闭解法研究其运动学全部正解。根据每条支链2个转动副对动平台的不同影响,通过坐标变换和引入角度变量φi,得到动平台3个铰链点坐标;以这三点之间的固定长度为约束条件,建立约束方程,得到以φi为变量的3个超越方程,通过消元法得到16次线性代数方程;利用MATLAB软件编程求解全部位置正解。应用算例对位置正反解进行了数值验证,正解结果与反解结果吻合。研究结果为应用于虚拟轴并联机床的新型3-PRRS并联机构的尺度综合、奇异位形分析、输出误差分析和轨迹控制等方面的研究奠定了基础。

一种新型混联机构的设计与位置分析

结合并联机构与串联机构的优势,设计了一种新型混联机构,该机构由3-UPU并联机构和2自由度旋转机构串联而成。对该机构进行了自由度分析。分步分析其位置正解,先运用封闭解法对3-UPU并联机构分析,得到3-UPU并联机构的位置正解;然后采用坐标变换分析在2自由度旋转机构作用下,3-UPU并联机构位置正解的变化,最终得出了该混联机构的位置正解。

基于Pro/E和ADAMS的3-PRS并联机构动力学仿真

本文利用Pro/E软件建立3-PRS并联机构的实体模型,然后利用ADAMS软件对该机构的动力学进行了研究分析及仿真。在对末端执行器上无外力和施加恒力时,得到三个驱动电机的功率消耗随时间的变化曲线,为该机构动力学的进一步研究提供了理论依据。

五自由度机器人逆运动学解法与工作空间分析

针对一种五自由度机器人结构,提出了一种精确求解逆运动学的封闭解法,解决了逆运动学数值方法计算较慢、在某些情况不能算出所有可能解问题.应用D-H方法建立了该五自由度机器人的运动学模型.在此基础上,依据该机器人的特定构型,应用代数方法,仅选取位置矢量和一个姿态矢量提出了所研究机器人的逆运动学封闭解法.选取一个马鞍面做为该机器人打磨作业任务,分别进行了Matlab数值计算仿真和ADAMS虚拟样机联合仿真分析.结果显示:马鞍面期望轨迹和遍历轨迹对应的位置和姿态具有高度一致性,验证了所提出逆运动学封闭解法的正确性.最后,通过数值计算求解了该机器人的可达工作空间,为该机器人结构优化和运动控制提供依据.

大旋转角空间相似变换的封闭解模型研究

使用最小二乘迭代法计算空间相似变换参数时,平移参数初值精度低或旋转角度大会造成结果误差过大,而封闭解法可以在无需初始值和线性化处理的条件下对数据进行解算。针对大旋转角空间相似变换问题,提出了转换模型的3种封闭解法,并介绍了封闭解法的原理。结合算例比较了3种封闭解法的精度、抗粗差能力等特点,并对其工程具体应用进行了讨论。

3-PPRS并联机构的运动学及应用研究

提出了3-PPRS并联机构,并对其自由度进行了分析。采用封闭解法列出约束方程,消元后得到该并联机构正解的单参数高次方程,求得所有位置正解。运用坐标变换法将动平台顶点坐标转换到定坐标系中,根据杆长不变的条件得到约束方程,求解了位置反解。对正反解结果进行数值验证,两计算结果吻合。