基于旋量理论的开链机器人动力学Kane方程研究

首先介绍了旋量的基本理论、指数积及雅可比矩阵· 在此基础上定义了基于旋量理论的主动力旋量、惯性力旋量、偏速度旋量、广义主动力及广义惯性力等概念,之后推导出了基于旋量理论的开链机器人动力学Kane方程,再者阐明了偏速度旋量几何计算。

基于Kane动力学和通路矩阵的水下自重构机器人建模

文章推导出基于通路矩阵和Kane方法的水下自重构机器人的运动学和动力学方程。引入图论的知识解决水下自重构机器人的统一构形描述问题,提出采用通路矩阵描述水下自重构机器人的不同构形,结合Kane方法,建立了水下自重构机器人的运动学和动力学模型。以水下自重构机器人的典型构形(水下四足行走构形)为例,验证了该方法的有效性和可用性。

带中心刚体的旋转柔性件有限段建模

针对具有中心刚体并带有柔性梁附件的刚柔耦合系统 ,介绍了基于Kane动力学方程的多体动力学理论 ,并应用有限段建模方法对这类刚柔耦合系统建立了动力学方程 ,体现了梁类附件的柔性效应 ,反映了系统内部耦合产生的非线性特征 ,并呈现大范围运动所产生的动力刚化现象 .分析表明 ,所研究的建模方法比较完整 ,真实地反映了此类系统在大范围运动下的动力学特性 ,并具有较高的精度 .

计算机符号推演模型分解方法研究与应用

研究了利用计算机代数符号推演功能对复杂系统数学模型进行分解的有关理论和方法。通过引入中间变量,利用表达式分解和封闭分解,实现了采用模型分解方法对复杂系统数学模型进行计算机符号推导。针对航天多刚体系统数学模型,基于Kane动力学方程,建立了适用于符号推导实现的计算机模型,生成了相应的仿真子模块。

海上浮式风机时域耦合程序原理及其验证

介绍自主研发的海上浮式风机时域耦合仿真程序的基本原理及其关键技术.该程序利用非稳态叶素-动量理论计算海上浮式风机的气动载荷;利用势流理论和Morison方程计算海上浮式风机的水动力载荷;利用准静态悬链线模型计算锚泊系统的作用;利用Kane动力学方程构建系统的动力学控制方程;利用变桨距和发电机转矩控制器调节海上浮式风机的风能捕获效率.研究开展同类程序的对比验证,结果表明该时域耦合程序能够准确地反映海上浮式风机复杂的耦合动力学特性,为海上浮式风机的耦合动力理论研究和数值程序开发提供一定的参考依据.