多机器人并联绳牵引系统的运动学及动力学解

对于多台机器人通过绳索协同牵引负载的并联系统,考虑了每个机器人与绳索的连接点具有任意移动的3个平动自由度的一般性情况.对该系统建立广义性的运动学方程,分别利用牛顿-欧拉方程和拉格朗日方程建立系统的动力学方程.根据机器人、绳索、负载三者之间的关系,分成三大类问题,从方程是否有解的角度,分别对各类问题下解的情况进行分析.从实际应用的角度,讨论各种情况下解的处理方法.对于无解或无穷解时,提出解决方法.对于有解时,提出舍去不符合设计要求的解的方法.若存在多组解,则提出一个寻找最优解的方法.通过举例仿真验证系统的运动学和动力学模型并说明解的处理方法.

低速风洞绳牵引并联支撑系统的机构与模型姿态控制方案设计

首先介绍作为风洞试验中新型'软式'支撑系统的绳牵引并联支撑系统;其次,在给定的设计要求下,依据缩比模型所需运动,探讨绳牵引并联支撑系统的设计原理,并提出详细的设计步骤,得到了一个8根绳牵引的RRPM:WDPSS-8,使缩比为1∶40的F-15E模型可实现的俯仰角达-79°～71°、滚转角达-90°～90°、偏航角达-38°～39°;最后,在建立系统的动力学模型的基础上,采用基于绳长关节空间的驱动力矩控制器的位置控制方案来进行缩比模型的姿态控制,并用Lyapunov函数证明缩比模型在该控制规则下的运动稳定性.

基于ADAMS的绳牵引并联支撑系统动力学建模

为了实现对低速风洞强迫振荡试验绳牵引并联支撑系统的精确控制,需要建立精确的动力学模型,分析系统的振动特性,避免共振。首先,提出适合低速风洞绳牵引并联支撑系统的线性弹簧理论,应用动力学分析软件ADAMS搭建动力学三维模型;其次,通过对系统进行振动分析,得到系统固有频率满足强迫振荡试验要求的弹簧参数;然后,对系统进行受迫振动分析,结果表明系统符合振动规律,验证了系统建模的正确性;最后,将每根绳索离散为10段线性单元,并对系统进行模态分析,发现离散前后系统的固有频率值相近似,且满足强迫振荡试验要求,说明采用线性弹簧理论建立绳索动力学模型是可行的,为了简化建模,无需将绳索离散化。

无极绳机电系统动态性能的Matlab仿真研究

通过对无极绳牵引系统中的梭车在平道、下坡、上坡等不同工况的受力分析,以及无极绳牵引绞车牵引负载的分析,建立了无极绳绞车电机动力学的数学模型,利用MATLAB软件对该数学模型进行仿真,并通过实验数据与仿真数据比较,从而研究无极绳牵引系统中电机运行时的动态性能,并指出了两组数据的类似性和差异性。

新型牵引梭车在重载大坡度运行中的防翘头分析

无极绳连续牵引车系统中牵引梭车在重载爬坡过程中往往存在翘头现象,牵引梭车两个前轮脱离轨面,运输作业存在较大的脱轨风险,本文通过简化模型分析常规牵引车安全运行的坡度与载荷关系,提出新型牵引梭车在重载大坡度运行中的防翘头措施,为煤矿无极绳连续牵引车系统大坡度安全运输提供参考。

基于刚度优化的绳牵引并联支撑系统力/位混合控制

针对应用于风洞试验的八绳牵引并联支撑系统高性能运动控制问题,开展绳索张力实时优化与力/位混合控制技术研究。基于动态试验需求和系统刚度矩阵,选择主刚度加权和最大为目标函数,将其转化为线性规划问题,采用二维凸多边形张力可行域顶点法进行实时求解,并根据绳索张力变化约束进一步提出连续可行域,确保解的连续性,实现其优化分布,设计一种基于电机转角和绳索张力反馈的力/位混合控制策略,其中位姿控制环采用计算力矩法,并利用实际绳索张力补偿惯性力和非线性力等,进而开展稳定性分析。以风洞试验中典型的推力模拟、俯仰振荡等线位移和角运动轨迹为例,在原理样机上开展控制验证实验。研究结果表明该控制策略能够实现对末端飞行器模型位姿和绳索张力的有效跟踪,且具有较高的精度和良好的稳定性,可以为绳牵引并联支撑在风洞动态试验中的应用提供技术支持。