一类闭环约束的装配约束问题求解

分析了一种可以拆分为等价的开环约束的装配闭环约束问题.给出了等价性的定义,并提出一种该类闭环约束拆分为等价开环约束的方法.首先确定装配几何约束图上的闭环,然后对该闭环利用自由度归约加扰动判定是否从某一条边拆开.该方法能够较好的简化CAD软件中用户添加的装配约束,避免了因闭环约束造成的求解复杂度增加的情况,同时可以更好的表达实际装配的过程.

三维装配几何约束闭环系统的递归分解方法

由于现有几何约束分解方法无法分解三维装配几何约束闭环系统,故常采用数值迭代方法对其进行求解,但存在效率低、稳定性差等问题.为此,通过分析几何约束闭环图的拓扑结构和串联运动链的结构约束,提出基于串联运动链结构约束等价替换的三维几何约束闭环系统的递归分解方法.该方法通过不断地引入几何约束组合等价替换串联运动链的结构约束,从几何约束闭环系统中分离出可独立求解的子系统,实现几何约束闭环系统的递归分解.该方法可将此前许多必须整体迭代求解的三维几何约束闭环系统分解为一系列可解析求解的2个刚体之间的几何约束系统,明显提高了约束求解的效率和稳定性.最后用实例验证了方法的正确性和有效性.

求解三维装配约束闭环的投影变换方法

为避免直接迭代求解三维装配约束闭环带来的复杂非线性方程组,提出一种投影变换方法求解三维装配设计中的平面约束闭环问题.首先采用等价性分析方法消除伪装配约束闭环,运用无向图块分算法分解装配约束图;然后采用旋量理论将装配约束闭环子图转换为运动副约束图,通过分析运动副的特征参数确定可投影的装配约束闭环,并将其投影变换为二维几何约束系统;最后通过求解二维几何约束系统获得三维装配约束闭环的解.实例结果表明,该方法缩减了迭代求解的规模并降低了约束方程的复杂性,明显地提高了求解的效率和稳定性.

线性离散系统具有闭环极点约束的输出反馈H_∞控制

对一类线性离散系统 ,研究了具有闭环圆盘极点约束的输出反馈H∞ 控制问题 .基于线性矩阵不等式处理方法 ,导出了输出反馈控制器的存在条件和设计方法 .和现有方法相比 ,本文的方法具有更小的保守性 .

求解三维装配几何约束闭环系统的约束变换方法

采用等价性分析方法消除三维几何约束系统中的伪约束闭环,并将几何约束图分解为单边子图、独立闭环子图和耦合闭环子图;采用螺旋理论识别出装配几何约束组合对应的运动副约束,将约束闭环子图映射为运动副约束图;通过分析运动副约束图的拓扑结构选择切除约束,建立装配几何约束闭环系统的相对坐标表达,将约束闭环系统的整体迭代求解转换为切除部分约束与相对坐标的迭代求解。该方法降低了数值迭代求解的规模,考虑了约束方向对求解结果的影响,既提高了约束求解的效率和稳定性,又保证了约束求解结果的正确性。

在闭环极点约束条件下研究控制系统最大鲁棒稳定界

不仅研究了一类扰动控制系统鲁棒稳定界的定义、优化等问题 ,而且通过研究控制系统鲁棒稳定界与Riccati矩阵方程解的关系 ,提出了在闭环极点约束条件下研究鲁棒稳定界的方法 ,并给出了基于LQ逆问题参数化解的极大化鲁棒稳定界的优化算法 .

具有闭环区域极点约束的H_2/H_∞主动悬架鲁棒控制

以1/4车辆二自由度主动悬架为研究对象,采用同时具有H2性能和H∞性能的H2/H∞鲁棒控制理论,运用线性矩阵不等式工具箱,设计出具有H2/H∞性能要求和闭环区域极点约束的状态反馈控制器。运用闭环极点约束的方法,通过调整传递函数||T∞||∞和||T2||2值在H2/H∞混合控制中的权重系数,实现了悬架闭环系统H2和H∞的性能调节。在时域内和频域内进行了仿真,并与LQR控制器进行了对比分析。结果表明,采用H2/H∞鲁棒控制理论设计的控制器对系统参数不确定具有较好的鲁棒稳定性,而且能够有效地抑制外界干扰,很好地改善系统的动态性能。

一类具有闭环极点约束的不确定线性系统的保性能控制

主要研究了闭环系统的极点约束在一个给定圆盘中的保性能控制问题,基于线性矩阵不等式处理方法给出了状态反馈控制器存在的充要条件,并利用线性矩阵不等式的解给出了保性能控制器的设计方法,得到一个状态反馈控制器,使得对所有允许的不确定性闭环系统稳定,并且闭环性能指标值不超过某个确定的上界.最后以数值例子验证了结果的正确性.

一种面向船体扫描的多站点云鲁棒配准技术

为实现船舱外壳的点云配准,本文提出了一种基于回环约束的多站点云配准方法。首先,使用ISS从场景中提取关键点,将颜色信息与形状信息的直方图相融合,得到船舱点云外壳的CSHOT特征描述符;然后,基于回环的粗配准,构建全连接图,并利用GROR,结合最大一致性集约束和闭环约束移除误匹配;最后,采用全局的精配准LUM算法完成位姿优化。实验表明:该方法的平均RMSE为0.0077m,对船舱外壳的点云配准取结果较好。

三维几何约束求解的变分算法

研究了运动学变分原理在三维几何约束求解中的应用,提出了变分求解算法·该算法采用相对坐标,将求解域从笛卡儿空间转换到相对坐标空间·对于约束开环,依次选取相对坐标即可获得满足几何约束的刚体位姿;对于约束闭环,通过切断闭环铰,将约束闭环转化为等价的广义开环与切断铰约束代数方程,其切断铰约束代数方程的相对坐标雅克比矩阵解析式可通过变分关系显式获得·最后通过实例验证,说明该算法具有较高的求解效率与稳定性·

自由度描述与装配约束图求解方法的研究

对几何基本图元进行配合时的约束产生的自由度空间进行了分析,特别是对于距离约束产生的复杂自由度空间进行了描述,给出了自由度空间的数据定义,使得复杂自由度和简单自由度能够统一表达;针对多个约束形成的约束图,将可能出现的闭环约束自动转化为近似闭环约束进行求解,进而采用迂回和递归求解的算法对近似闭环约束进行求解,为闭环约束求解提供了一种思路。

基于约束矩阵的几何约束传播研究

为了保证几何约束系统的一致性和几何约束求解的正确性,对几何约束传播进行了研究,指出几何约束传播是几何约束系统的本质特征。提出了几何约束矩阵和约束传播矩阵来表达和揭示约束传播的内在机制,并提出了一种闭环约束识别的新方法。通过约束传播分析,为几何约束求解引擎的实现提供了理论依据和快速算法。

机构结构新旧自由度计算公式对比之理论研究

经过对国内外常用的4个重要自由度计算公式的构成因子的研究,通过三万多个例题验证计算与分析比较:发现新公式和库兹巴赫.格鲁巴(kutzbach qrubler)公式是正确的,这两公式能计算所有平面、空间机构结构的自由度。其他任何公式都是不完善的计算公式,通过研究还发现:并联空间机构中的冗余自由度、过约束就是新公式中多余自由度λ,新公式还涉及多余机座、自转双自由度、多余自由度双重含义以及球面缩度的新概念。研究结果为人们利用这些新概念和新公式去创造新机器提供可靠的理论依据。

机构结构新旧自由度计算公式对比之应用研究

通过对机构结构新旧自由度计算公式的对比研究及应用发现:新公式和库兹巴赫.格鲁巴(Kutzbach Qruber)公式是正确的。这2个公式能计算所有平面、空间机构结构的自由度,用这2个公式计算的非圆齿轮液压马达、奥迪A6轿车01V自动变速器行星排机构、六角形6-SPS和三角形6-RUS空间并联机构及平面、空间结构力学习题集的自由度,都取得了正确的计算结果。

利用磁钉段特征创建磁钉地图的新方法

针对磁钉导航系统中磁钉地图创建困难、现有建图方法不适用于多路口磁钉地图的问题,提出一种利用磁钉段特征创建磁钉地图的新方法.首先采用惯导、里程计和磁尺采集道路磁钉数据,依据标志磁钉划分磁钉段,从传感器数据中提取出磁钉段的特征,进行特征匹配,在匹配成功的磁钉段之间建立闭环约束.然后利用改进图优化算法,减小错误闭环约束对优化结果的影响.最后从优化完成的图中提取出磁钉点,再建立磁钉地图.基于真实道路环境的实验结果表明:利用磁钉段特征创建磁钉地图的新方法操作简单,建立的磁钉地图精度较高,全局一致性很好,导航试验也验证了地图的可用性.该方法可以很好地解决多路口磁钉地图建图问题,是一种有效的磁钉地图创建方法.

异步电动机幅相运动方程模型及动态过程机理分析

电力系统负荷中,感应电动机负荷占有很高的比例,其快速动态响应特性对系统暂态电压稳定性具有重要影响,所以分析异步电动机动态特性的物理本质对于研究电压稳定的机理至关重要。应用最为广泛的异步电动机模型是基于其状态量之间的数学关系建立的,但是因为异步机本身存在的高维、非线性以及强耦合的特征,该模型无法体现异步电动机状态变化的物理机理。该文以功率的供需平衡关系为基础,以异步电动机电磁感应作用产生的内电势旋转矢量为研究对象,建立机电时间尺度下异步电动机的幅相运动模型。基于该模型得到异步电动机电压动态和转子动态以功率作为纽带存在的闭环相互约束关系,通过分析不同扰动对于该闭环约束关系的影响从而对不同情况下并网运行的异步电动机动态过程进行研究。并以幅相运动思想为基础,通过分析异步电动机自身状态变化和与外部网络之间相互作用及两者之间的耦合关系,对动态行为的物理本质进行解释,从而阐释电压稳定的机理。最后运用时域仿真证明分析结果的正确性。

空间机构自由度计算

从四杆机构具有灵活性和平面机构任意封闭图形具有3个约束的理论出发,对机构学的自由度公式进行了研究。研究结果表明:只要对平面、球面机构自由度的计算公式稍加变化,推导出空间机构求自由度的新公式。利用这个新公式,既可以求空间机构的自由度,又可以求平面、多环、空间开式链、混合链等机构的自由度。它比传统公式使用简便,在形式和内容上都有实际意义,从而为空间机构自由度的计算提供了可靠的理论计算式。

磁悬浮轴承的H_∞控制:LMI方法

研究了具有参数不确定性的主动磁悬浮系统的控制问题。对系统模型的参数不确定性进行了分析,并把其归结为标准的H∞设计问题。综合考虑系统的稳定性和调节时间等指标,采用具有闭环区域极点约束的最优H∞状态反馈控制器设计方法,使用线性矩阵不等式(LMI)方法对其进行求解。仿真结果表明,闭环系统在所考虑的参数不确定范围内具有鲁棒稳定性和良好的时域性能指标。

全向移动足球机器人的鲁棒方差控制

针对存在参数不确定性及不确定性扰动的全向移动足球机器人模型,提出具有方差约束和闭环极点约束的鲁棒控制方法。该方法对状态协方差进行最小化优化处理,使控制系统更能有效地抑制扰动的影响,同时约束系统闭环极点区域,使控制系统具有良好的动态特性,最后还对控制器的能量进行了最小化优化。基于线性矩阵不等式(LMI)方法,用Mat-lab求解器得出上述优化问题的结果,进而获得了鲁棒控制器,并通过仿真说明了该方法具有良好的控制效果。

提升机主传动系统鲁棒控制器解析设计

针对提升机主传动轴系在外部扰动作用下出现的低频扭振失稳现象,根据闭环系统稳定性约束以及抑制干扰对H∞灵敏度函数的要求,解析地推导出扭振抑制鲁棒控制器,求得控制器结构简单并能实现单参数整定,可综合系统抑制扰动和驱动端超调量2方面性能确定控制器参数,并且当对象模型不确定时,该控制器能保证闭环系统具有良好的鲁棒稳定性。