六自由度并联平台惯性参数辨识方法

惯性参数辨识对多自由度并联机构动力学控制至关重要,而传统的辨识方法存在操作复杂、精度差等问题。现提出一种基于动力学分析的六自由度并联平台惯性参数辨识方法。该方法以伺服电机的驱动电流为基础,采用Kane法对并联机构进行动力学分析,建立电流、转矩和推力之间的传递函数,在此基础上构建激励力与平台位姿的辨识方程,即可求解并联平台的惯性参数。基于MATLAB与ADAMS的六自由度并联平台参数辨识仿真分析结果表明,质量与转动惯量辨识误差分别小于2%与7%。与解体测量法和CAD法相比,本方法具有更快的辨识速度与更高的辨识精度,为并联平台动力学控制打下基础。

沙滩车动力总成惯性参数辨识

为获取沙滩车(ATV)动力总成惯性参数,对沙滩车动力总成进行了惯性参数辨识试验。为获取准确的激励点、响应点坐标,使用三维扫描仪测量。利用质量线法计算了沙滩车动力总成惯性参数。为研究激励点数量对沙滩车动力总成惯性参数的影响,对比了不同数量激励点对应的沙滩车动力总成惯性参数。研究表明,至少19个激励点、8个三方向响应点可以辨识到稳定的沙滩车动力总成惯性参数。

考虑坐标获取的试验模态分析的惯性参数识别方法

精准高效的坐标获取方式在模态分析的参数识别和性能优化等方面具有重要意义。基于模态试验中刚体振动的原理,分析其线参量和角参量的转换关系,推导出获取激励和响应坐标的方程,并结合质量线法得到惯性参数表达式。通过研究坐标获取误差的影响因素,搭建发动机动力学模型的仿真试验平台,进一步验证坐标获取与惯性参数识别的方法。以某型号变速箱总成为试验对象,利用基于最小二乘的卷积拟合算法(Savitzky-Golay, SG)对数据平滑滤波处理,对比电子三维坐标仪法、三维模型法与所提方法在坐标获取中的精度,然后选用质量线法识别惯性参数,并将其与MPC转动惯量测试平台计算的结果进行讨论。结果表明:相较传统方法,所提方法直接从模态试验中获取坐标,效率极大提升,成本显著降低,操作更加简便;同时几何坐标获取和质心坐标识别的最大误差在3 mm左右,转动惯量相对误差最大不超过7%,其精度优于部分测量方法,具有一定的工程应用价值。

汽车动力总成质心与惯性参数测试实验台的开发

介绍了一种基于三线扭摆法测试动力总成质心和惯性参数的测量方法和实验台的开发。该方法和实验台的特点是:(1)采用悬吊法悬吊被测试物体,因而容易保证被测物体的质心落在三线摆的扭摆轴线上;(2)计算质心与惯性参数的方法基于坐标变换,坐标变换中的数据由测量的坐标点计算得到。坐标点由三坐标测量仪测量得到,测试精度高。对一个长方形组合件的质心和惯性参数进行了测试,并和理论值进行了对比,表明了实验台具有测试简单、高效和文中的数据处理方法有效、精度高的特点。给出了一个动力总成质心与惯性参数的测试结果,分析表明基于该测试方法和数据处理方法建立的实验台和数据处理系统,具有较好的测试重复性和测试精度。

动平台惯性参数对柔性并联机构动力学特性的影响及优化设计

利用柔性并联机构的动力学模型,定性地分析了动平台质量、转动惯量对柔性并联机构的动态响应、动态应力及固有频率的影响。以动平台惯性参数边界条件、运动误差、固有频率、动态应力、驱动力矩等限制条件作为约束方程,将机构总质量函数和弹性变形能函数采用线性加权组合成多目标函数,进行多目标优化设计,确定了动平台的最佳惯性参数。通过对平面3-RRR柔性并联机构算例的分析和讨论,说明了动平台惯性参数在柔性并联机构的动力学分析和设计中的重要作用。

航空制导炸弹惯性参数遥测中的小波去噪

采用小波理论对航空制导炸弹惯性参数遥测中所出现的噪声问题进行了研究.给出了滤波方法的基本原理以及实现过程,并在某武器系统实际靶场飞行试验遥测中进行了实用,实际测试结果与理论设计结果吻合良好.

基于质量线法的驾驶室惯性参数识别试验研究

准确的驾驶室惯性参数,包括质量、质心位置、转动惯量和惯性积等,是整车动力学分析的基本参数。以某国产重卡整备驾驶室为研究对象,利用LMS数据采集系统测量频率响应函数,采用称重法获得重卡驾驶室的平面质心位置。从频率响应函数中提取质量线计算质心位置,与称重法结果进行对比,X方向误差为1.99 cm,Y方向误差为0.68cm。该结果表明质量线法具有较高的测量精度。计算整备驾驶室的转动惯量、惯性积、主惯性矩和惯性主轴方向,并对引起试验误差的原因进行分析。

基于机械臂运动的组合航天器惯性参数在轨辨识

随着空间技术发展,交会对接任务越来越多,服务航天器与目标航天器对接形成组合航天器后惯性参数会发生明显变化。因此,提出一种基于机械臂运动的组合航天器惯性参数在轨辨识方法。该方法可以分为2步:第一步辨识组合航天器的质量和质心;第二步辨识组合航天器的惯性张量。该方法优点是实现了质量、质心与惯性张量等辨识参数的相互解耦,不需要消耗航天器上宝贵的喷气燃料,仅需要测量航天器的速度,而不是加速度和力。仿真结果验证了方法的有效性。

男性青年人体惯性参数的CT-图像分析法测定及其回归方程的研究

采用CT成像和图像分析技术.在尸体研究的基础上,对50例男性样本(18～23岁)进行全身CT横断层扫描、图像分析和测算以及建立数学模型等方面的研究.获得了人体的质量分布、质心位置和转动惯量等惯性参数.据此.建立了直接计算中国男性青年人体各环节惯性参数的二元回归方程.为中国人体运动学和动力学研究.提供了基础数据;也为运动员的选材提供了有力的手段.

计算中国女性青年人体惯性参数的数学模型及其回归方程

采用ＣＴ－图像分析仪测算法，对５０例女性样本（１８～２３）进行扫描、分析和测算。获得了人体惯性数据及样本的体态参数，并设计了一个由１５个环节组成的中国女性青年人体数学模型，建立了以体重、射高、坐高与身高比为自变量的直接计算人体惯性参数的三元回归方程。

机器人惯性参数辨识的若干方法及进展

当代机器人技术的发展对机器人动态特性提出了更高的要求,惯性参数是影响机器人动态特性的主要参数之一。文章回顾了当前辨识机器人惯性参数的各种方法,讨论了各种方法的优点和存在的问题;介绍了基于传感器信息的机器人惯性参数识别方面的研究进展;给出本文的小结和有待于进一步研究的课题。

汽车惯性参数测量试验台运动学分析与计算方法

提出一种汽车惯性参数测量试验台,通过模拟汽车的侧倾、俯仰和横摆运动测量汽车的惯性参数。在对试验台的结构、控制方案和解算原理研究的基础上,采用多体动力学方法对试验台的运动学特性进行了分析,推导了定轴转动的惯性参数解算公式,并根据试验测量数据进行惯性参数的计算;在试验过程中,由于在主模态运动过程中会产生一定的副模态运动,为了验证定轴转动解算公式的精确性,建立了考虑试验台耦合运动的定点转动惯性参数解算公式,根据试验测量数据利用非线性最小二乘法对惯性参数进行辨识,辨识结果与利用定轴转动解算公式求解值和理论值进行了对比。结果表明:汽车惯性参数测量试验台的解算精度满足设计要求。

动力总成刚体惯性参数识别的实验研究

动力总成刚体惯性参数的精确确定是悬置系统设计的前提之一。在现有的识别方法基础之上,介绍并验证一种基于非线性阻尼支承系统的刚体惯性参数识别方法。该方法采用动力总成原装悬置系统作为支承,通过测量频响函数(FRF)求得刚体惯性参数,采用该方法充分考虑整车上悬置系统约束对动力总成惯性特征的实际影响。通过实例证明该方法的实用性和有效性。

机器人末端臂惯性参数辨识的人工神经网络方法

分析了机器人操作臂末端连杆惯性参数辨识的原理及数学模型,提出了一种与传统神经网络问题不同的惯性参数辨识方法,使神经网络的结构与权值具有明确的物理意义,解决了获取样本难的问题。探讨了人工神经网络在系统参数辨识应用中的一般规律及优越性。惯性参数辨识方法简单、直观、运算量小,可应用基于传感器信号的机器人末端惯性参数的在线辨识。在PUMA562机器人上,用实验验证了惯性参数辨识方法的可行性与有效性。

基于质量线法的汽车动力总成刚体惯性参数的研究与辨识

提出了一种基于模态试验(锤击法)来辨识汽车动力总成各刚体惯性参数的方法(质量线法)。该方法首先利用模态试验获得振动加速度的传递函数,然后通过运动学和动力学方程来求出动力总成的质量矩阵及质心位置,进而求出各惯性参数。论述了对动力总成进行模态试验的方法及注意事项。通过与三线扭摆法试验所得结果进行对比,表明了该质量线法辨识动力总成刚体惯性参数的精确性。

大型刚体惯性参数识别的三线扭摆系统实验方法改进研究

精确获取汽车动力总成刚体惯性参数是发动机悬置系统设计的重要前提之一。利用三线扭摆法测量刚体单轴转动惯量精度较高的特点，基于表面固定点确定刚体方位的三点定位方法和测量6个～9个不同方位的多次测量原理，发展了一套适合于大型复杂刚体的惯性参数识别方法。关键技术有：（1）选取刚体表面三个定位点定义一个刚体随动坐标系以描述刚体方位；（2）通过测量刚体定位点至托盘表面参考点（定义一个整体坐标系）的距离，计算出定位点在整体坐标系下的坐标和两个坐标系之间的转换关系；（3）求出各组实验中在动坐标系下的刚体转轴方位和转动惯量；（4）运用最小二乘原理，求解多个转轴的最优交点得到动坐标系下的刚体质心坐标，求解由转动惯量转轴定理导出的线性方程组得到刚体惯性矩阵。实验方法中容易引起误差的环节较多，但是可以根据最小二乘原理进行逐级误差估计和控制。通过误差分析、长方体质量块实验验证和大量的汽车动力总成惯量参数识别实验，证明了该方法的实用性和可靠性。

动力总成惯性参数快速一体化测试系统研究

针对目前动力总成惯性参数测试方法在精度、效率、安全性、成本4个方面无法兼顾的问题,设计了一套惯性参数快速一体化测试系统。该系统只需一次装夹即可测取所有惯性参数,测试时间不超过90 min。提出小角度翻转测量法,相对于传统的竖立、侧立、悬吊安装测量法,该方法保证了产品测量的安全性。标准件实测结果显示,该系统质量测量相对误差为0.024%、质心测量最大绝对误差为-0.2 mm、转动惯量测量最大相对误差为0.91%、惯性主轴方位角最大偏差为-1.79°。与4种常用测试方法进行对比,结果表明该系统测试精度有明显提高,测试效率和安全性也较高、并且成本适中。该系统易于推广,适用于多种产品的惯性参数测量。

计算中国男性人体环节惯性参数的数学模型及其三元回归方程的研究

目的 :确定计算中国男性青年人体惯性参数的数学模型。方法 :采用CT 图像分析仪测算法 ,对 5 0例中国男性样本 (1 8～ 2 3岁 )进行了全身CT横断层扫描、影像分析和测算。结果 :设计了由 1 5个环节组成的中国男性青年人体数学模型 ,并据此建立了以身高、体重、坐高 /身高为自变量的直接计算中国男性青年人体惯性参数的三元回归方程。结论 :为直接计算中国男性青年人体整体及各环节的质量。

考虑连杆惯性参数的三缸发动机激励建模与分析

针对传统曲柄滑块简化方法无法准确计算三缸发动机振动激励的问题,提出了一种新的三缸发动机激励建模计算方法。考虑了连杆等部件的惯性参数,基于拉格朗日乘子法推导了三缸发动机振动激励的理论表达式,并代入了实车数据,计算了其激励后发现:三缸发动机在3个方向上都存在数量级相当的不平衡惯性力矩,而传统简化方法不会出现绕z轴的激励。建立考虑液压悬置频变特性的动力总成悬置系统仿真模型,分别将该方法和传统简化方法计算出的激励施加于仿真模型,计算了各悬置点的振动加速度响应。为间接验证激励计算准确性,进行了某三缸发动机样车怠速振动实验,测量了各悬置点振动加速度响应,与仿真值进行了对比,结果表明,考虑连杆等部件的惯性参数后,可得到更为准确的三缸发动机激励,可应用于计算精度要求较高的场合。

一种无机械平衡调节器自行车机器人的惯性参数辨识

针对一种前轮驱动自行车机器人样机的惯性参数难以直接获得、控制器参数整定效率低和平衡控制效果差的问题,基于欠驱动力学特性对系统进行惯性参数辨识,并对辨识结果进行平衡控制试验验证.采用拉格朗日方法分析系统的力学机理,结果发现,其中包含有欠驱动子系统,若将该子系统进行变量分离,可以推导出系统的惯性参数辨识模型;根据惯性单元等传感器的实测信息,引入遗传算法对模型进行求解,辨识出了系统的惯性参数.样机试验结果表明,根据辨识出的惯性参数可以快速整定出控制器参数并实现样机在水平面上的稳定平衡行走,验证了辨识方法的有效性.