考虑人载的汽车多自由度3维动力学模型

在目前的汽车柔顺性分析中,通常使用的2/4/7自由度动力学模型一般都未考虑车中人载质量,而在有人载与无人载时,汽车的动力学模型是不同的,它们代表了不同的动力学系统。因此未考虑人载质量的汽车动力学模型不能全面、准确地给出汽车的动力学特性,不能准确地反映柔顺性所包含的车身垂直方向、俯仰与侧倾振动,以及车轮跳动的加速度等物理量的变化。本文提出了考虑车中人载质量-座椅附加系统的汽车振动分析的3维动力学模型,给出了系统相应的动力学方程,并以轿车为例,给出了不同模型的动力学特性与响应的仿真分析结果,说明了汽车在考虑了人载-座椅附加系统后的多自由度3维动力学模型的正确性与必要性。

六自由度Stewart平台动力学模型的特性分析

根据六自由度Stewart平台的动力学模型,利用矩阵分析的方法详细分析和证明了动力学模型的一些物理特性:动力学模型系数矩阵的有界性,矩阵函数的斜对称性以及动力学模型的线性参数化.这些工作为基于六自由度Stewart平台动力学模型的非线性控制器设计、系统稳定性的证明以及系统物理参数的辨识奠定了理论基础.

多自由度刨煤机动力学模型的建立与仿真

在单自由度刨煤机动力学模型的基础上,根据刨煤机的实际运行工况,建立了刨煤机多自由度非线性动力学模型,其中考虑了随机的煤壁作用力、刨链预紧力、链轮多边形效应因素的影响。并采用MATLAB/Simulink进行数值求解和仿真,得到了在各因素影响下刨头速度和刨链张力的变化状态。结果表明随机煤壁作用力和刨链预紧力对刨头速度和刨链张力变化的影响较大,链轮多边形效应影响较小,并且随机的煤壁作用力弱化了链轮多边形效应的影响。对多自由度和单自由度刨煤机动力学模型进行了比较分析,得出各种因素的影响规律是一致的,多自由度动力学模型更符合实际工况。为分析刨煤机动力学问题以及提高刨链可靠性提供理论基础。

带闭链六自由度工业机器人动力学解析模型

提出了一种建立带闭链工业机器人动力学解析模型的方法。将闭链的某一非主动关节的运动副拆开 ,其运动关系用约束方程来代替 ,从而形成带有附加约束的等效开链系统 ,然后基于Kane动力学方程 ,导出了显式形式的动力学方程。推导解析模型时将部分变量处理为符号量 ,其余变量处理为数字量 ,获得了动力学各模型矩阵元素的数字 -符号表达式 。

一种3自由度移动机器人的动力学模型

3自由度移动机器人可以以一定姿态沿任意的方向运动 ,实现平面上的自由运动 ,成为全方位移动机器人(Omni directionalMobileRobot) ,它能够对位置和方位进行独立的跟踪控制 ,具有很高的灵活性和机动性。本文针对具有两个可操舵驱动轮的 3自由度移动机器人利用Kane方法建立了在理想状态 (下不产生打滑及横滑现象 )的非线性动力学模型 ,为设计路径跟踪及避障控制器提供了有力的依据。

十一自由度汽车动力学模型及舒适性仿真

为分析和提高轿车的乘坐舒适性,将某款轿车简化为十一自由度动力学模型,由达朗贝尔原理导出系统的振动微分方程。在考虑左右轮迹相关性及前后轮迹迟滞性的基础上,利用滤波白噪声法及传递函数法,建立路面随机激励的时域模型。随后在Simulink中建立人—车—路系统仿真模型,对轿车在不同车速下不同位置的人体振动响应进行了仿真分析,通过求解加权加速度均方根值评价出各乘员的乘坐舒适性。最后进行实车试验,验证了模型的正确性。结果表明,在原车速下,所有乘员没有不舒适感。随着车速的增加,前排乘客和驾驶员的主观感受越来越强,而后排乘客的主观感受由没有不舒适增加到稍有不舒适。

基于二自由度动力学模型的汽车AFS研究

针对汽车AFS转角特性和启动条件存在的问题,通过建立二自由度汽车动力学模型,推导出基于整车参数、车速和车轮转角的汽车转弯半径。结合汽车安全视距,建立汽车转向时的AFS数学模型,得到汽车前照灯调整角度计算公式。根据车灯等照度包络曲线推导出汽车AFS启动条件,得到AFS启动条件的控制模型,并验证了AFS启动条件设定的合理性。采用模糊PID控制策略,通过Matlab/Simulink对转角特性和启动条件进行了建模仿真分析。仿真结果表明,优化后的转角特性和AFS启动模型能准确地确定AFS开启的时刻,避免了AFS提前或滞后开启的问题,提高了汽车夜间行驶的安全性。

用于开发型驾驶模拟器的17自由度汽车动力学仿真的数学模型及算法

文中对17自由度汽车动力学仿真的数学模型进行了分析,具体描述了该汽车动力学仿真模型微分—代数方程组的结构特征,并针对该结构特征提出了一种适用于在开发型驾驶模拟器上运行的求解算法。仿真实践证明,这种算法快速准确,并可应用到具有类似结构的汽车动力学仿真模型或其它多体系统微分—代数方程组的求解中。

一种改进的6自由度运动模拟器逆动力学模型

6自由度运动模拟器被广泛用于模拟舰艇、飞机和车辆的空间运动,其动力学模型通常假设支腿不存在绕自身轴线的转动,给计算结果带来了一定的误差。为了评估和消除此误差,以牛顿—欧拉方法为基础,提出一种改进的逆动力学模型。该模型的建立完全遵循支腿转动的真实运动情况,是一种精确的动力学模型。由于在推导过程中消去了各约束反力,该模型有着简洁的表达形式和较高的计算效率,适用6自由度运动模拟器的结构优化和控制算法设计。

矿用汽车六自由度平顺性动力学模型仿真研究

将AMESim仿真软件的平面机构库应用于矿用汽车行驶动力学仿真研究,建立了矿用汽车行驶系统的六自由度平顺性动力学仿真模型,针对车辆通过路面上单个障碍的动力学响应进行了动态仿真,研究了座椅和驾驶室地板的振动情况,为矿用汽车的平顺性设计提供了参考。

人体4自由度模型与华尔兹舞技术的动力学分析

以人体4自由度模型为基础,结合动力学原理分析身体姿势、反身动作、摆荡动作、升降动作技术。

雷伞系统5自由度动力学模型

空投鱼雷和火箭助飞鱼雷雷伞系统中,降落伞的作用力简化为作用在雷尾且与气流方向一致的力,而基于此建立起来的雷伞系统数学模型很难对雷伞系统的锥摆等做出准确的分析。为了解决这一问题,该文从空气动力学的基本原理出发,综合应用降落伞动力学、多体动力学的理论和分析方法,利用牛顿和Kirchhoff方程建立了雷伞系统稳定下降阶段的5自由度动力学模型,并进行了仿真分析,仿真结果表明,该系统具有较好的一致收敛和稳定性,本文方法为开展降落伞工程设计提供理论参考。

多自由度坐姿人体上体系统动力学建模与振动特性研究

针对动态环境汽车人机界面设计分析的需要,依据多体动力学原理建立了坐姿人体上体系统4自由度的垂直振动模型,并推导了描述人体位移、速度和加速度三种响应的STH,DPM,AM理论表达式.依据已有的人体振动试验数据,运用系统辨识方法,进行振动模型的动力学参数识别,并将所识别出的参数进行人体振动特性计算.验证研究表明,所计算出的人体振动特性数据与人体振动特性测试数据有较高的吻合度.以汽车人机界面设计为实例,通过模型研究了人-车(人-椅)系统人体和座椅的振动特征.所得结果对合理选取汽车座椅参数,提高汽车人机界面设计的宜人性和合理性有一定的指导意义.

基于递推阻尼最小二乘辨识的六自由度磁悬浮平面电机动力学模型

六自由度磁悬浮平面电机是一种新型特种电机,具有六自由度运动、直接驱动、无机械摩擦、结构紧凑等特点,在光刻机等精密制造领域极具应用前景。然而,由于该类电机具有多变量、非线性、强耦合等突出特性,难以精确获取其动力学模型。为此,论文提出基于递推阻尼最小二乘辨识的六自由度磁悬浮平面电机动力学模型。首先,推导了六自由度磁悬浮平面电机的动力学模型。其次,基于多新息最小二乘法创新的引入阻尼项建立了递推阻尼最小二乘法,之后,利用Matlab对所提出方法进行仿真,获得电机在X、Y自由度上的辨识模型。最后,通过仿真验证了所建立动力学模型的准确性,实际系统与辨识模型之间的X、Y自由度上的均方误差分别为22.42 nm、7.11 nm。

六自由度喷涂机器人动力学分析及仿真

动力学分析对机器人的控制以及动态分析有着重要作用,针对六自由度喷涂机器人动力学分析运算量大,影响后续控制实时性的问题,提出一个优化的化简动力学方程的方案,运用拉格朗日方法建立机器人的动力学方程并针对计算结果进行有理由的化简。为了验证简化结果的可靠性,应用MATLAB软件对化简前后的模型进行仿真。结果证明,经过化简的动力学方程仿真所得力矩曲线与化简前所得曲线重合度高,这表明化简模型具有极高的可靠性。

直线电机驱动六自由度并联机构动力学特性研究

直线电机驱动的六自由度并联机构可以实现高精度宽频带运动,在惯性单元校准、振动测试等领域具有广阔的应用前景。为了减小直线电机驱动对六自由度并联机构造成的幅值衰减问题,对机构进行动力学前馈控制分析。首先利用牛顿-欧拉法建立并联机构的动力学模型,简化动力学方程获得机构驱动力关系,在实验平台上进行实验,验证动力学模型准确性。利用传统运动学控制系统,结合动力学模型,设计一种动力学前馈控制方法,降低给定轨迹运动误差。实验结果表明,直线电机驱动的六自由度并联机构增加动力学前馈控制后,在沿X、Y、Z轴进行单自由度正弦运动时,运动误差分别下降55.5%、54.2%、59.8%。

振动筛3自由度动力学模型及应用研究

针对当前多以3自由度动力学模型对振动筛进行动力学研究,基于牛顿法建立了3自由度的振动筛动力学模型,并利用Matlab编程求解其数值解。对某沥青搅拌设备的振动筛进行了3自由度模型计算,计算结果较为完整的描述了振动筛的振动过程,符合振动筛的实际工况。

海洋核动力平台定位系统多体动力学模型试验验证

为验证海洋核动力平台定位系统多体动力学模型的合理性,从而提高该平台长期系泊的可靠性,本文采用多体动力学方法与缩比模型试验方法,对核动力平台定位系统进行建模与验证。基于定位系统多铰连接的拓扑结构,结合多刚体动力学理论,建立了定位系统的多体动力学仿真模型。搭建了定位系统1∶9缩比模型试验平台,并选取2种典型工况进行验证。研究结果表明:定位系统多体动力学模型计算的系泊腿受力与实验结果符合良好,平均误差在2%以内。算例分析发现,系泊腿受力循环次数主要集中在低幅值高均值区域。本文模型试验验证了所提出的定位系统多体动力学模型的可行性与正确性,能够为定位系统系泊能力的评估提供参考和借鉴。

基于ADAMS六自由度机械手的动力学分析与仿真

采用拉格朗日方法建立了一种六自由度机械手的动力学模型。利用Pro/E软件建立机械手的三维模型,将其导入到ADAMS软件中进行动力学仿真,得出各个关节的力矩、速度、加速度和各关节转角的关系曲线,为机械手控制的研究奠定基础。

两自由度振动筛分机的动力学分析

通过对两自由度振动筛的运动学分析、数学模型建立及动力学分析 ,给出了各设计参数间的动力学关系和筛体的运动规律 ,准确分析出影响振动筛工作效果的因素 ,为筛分机的设计提供了理论依据 .