基于Sylvester结式的9杆巴氏桁架位置分析

使用Sylvester结式消元法完成了一种9杆巴氏桁架的位置分析。首先使用矢量法和复数法建立4个几何约束方程式,再使用Sylvester结式消元法对4个方程式分3步消元,得到一个一元44次的多项式方程,在使用辗转相除法求解其他3个变量的过程中发现了4个增根。分析了增根产生的原因并提出了消元过程中去掉增根的方法,直接得到一元40次方程。最后通过一个数字算例,验证了这种巴氏桁架的解析解数目是40。

一种平面并联机构位置正解分析的共形几何代数及Sylvester结式方法

研究一种平面并联机构位置正解分析的共形几何代数建模方法和改进的Sylvester结式消元求解方法.基于含有未知参数的5维共形空间的点表示,提出了位置正解分析的共形几何代数建模方法.提出了一种改进的Sylvester结式消元方法,即冗余因子消去法,求出了能得到准确解的一元6次方程.通过一个数值实例,得出了这个机构位姿的无增无漏的6组解,验证了所提出方法的正确性和有效性.

m≥n的结式消元法

设一个多项式方程组中的方程个数为m >0 ,变元个数为n>0 ,该文在m=n的基组结式消元法的基础上 ,针对m ≥n的情况 ,建立了相应的理论 ,构造了新的消元步骤。用该文方法 ,可将m≥n的一个多项式组 (PS)化成一个三角形组(TS) ={b1(x1) ,b2 (x1,x2 ) ,… ,bn(x1,… ,xn) },使得Zero(PS) Zero(TS) ,且诸bi 在同类多项式中具有最低的度。该文方法在解决空间机构和机器人机构分析与综合等工程问题中具有较大的理论意义和重大的实用价值。

结式消元理论及刚体导引机构综合的Maple实现

介绍了西尔维斯特结式消元理论 ,结合刚体导引机构综合的非线性方程组的特点 ,用Maple8.0语言开发四杆刚体导引机构综合的通用程序 ,得到了单变量的一元四次方程 ,给出了符号解。给出了计算实例 。

2-齐次多项式系统的结式消元

运用结式理论,研究在代数闭域上有有限个零点(包括无穷远零点)的2-齐次多项式系统{f1,…,fk}的求解,给出一种结式消元算法,此算法可使上述系统分块三角化,从而实现了分块求解.

求解特定消谐变换器开关角度的并行完备算法

结式消元法在求解特定谐波消除脉宽调制变换器的开关角度时会遇到中间表达式膨胀耗尽内存的问题,为此文中提出基于多项式插值的方法,将结式行列式的展开转化为插值点计算和线性方程组求解2个步骤,并给出了该方法并行实现的主要流程。计算结果显示此方法能够有效避免中间表达式膨胀的问题,所能求解的开关点数大幅提升。针对开关点数为6的变换器,给出了全调制比范围内的开关角度,实验结果验证了所求开关角度的正确性。

多变元Sylvester结式与多余因子

经典的Sylvester结式方法是代数几何的一种基本消元方法,但它一次只能处理1个变元2个方程的多项式系统.本文将Sylvester结式扩展到n个变元n+1个方程的多项式系统,并且证明了新的多变元的Sylvester结式包含在原多项式系统的理想中.同时,给出了一种去掉其部分多余因子的方法.

基于数字—符号法的空间4自由度并联机构位置正解

采用动平台四个铰心的绝对坐标作为输出变量,用结式消元法对空间4自由度并联机构进行了位置正解分析,得到了其7次的一元输入输出方程,由此得到了全部位置正解。消元过程中引入了数字-符号方法,将结构参数处理为数值量,将关节变量处理为符号量,将数字、符号推导过程转化为矩阵运算过程,由于结构参数以数值量的形式出现在方程推导中,降低了符号推导的难度,符号推导不需要复杂的符号处理软件的支持。给出了一个数字实例,经验算其解满足原始方程且无增根。

一般6-4台体型并联机构位置正解分析

提出一种求解一般6-4台体型并联机构(6-4 in-parallel platform,6-4SPS)位置正解的代数消元法。将6-4SPS型机构进行构型变换,转换成2RPS-2SPS型等效机构,使用由重心坐标推导出的含有一些Cayley-Menger行列式的三边测量法公式对等效机构建模。通过矢量回路关系和变量替换将8个约束方程转换为含有5个变量的5个基本约束方程;用矢量消元法对其中4个(含有3个相同变量)约束方程进行消元,推导出一个含有其余两个变量的方程;将消元后得到的方程与余下的一个约束方程联立,构造一个10×10的Sylvester结式,获得一般6-4台体型并联机构位置正解的一元高次方程,通过分析符号形式方程组变量的次数,得出该一元高次方程的次数为32次。给出了数字实例,经反解验证所有解满足原始方程,且无增根。

一种9杆巴氏衍架的装配形态研究

选定其中的一个 5元构件为固定构件 ,对一种 9杆巴氏衍架装配形态进行了分析。如果将该固定构件去掉 ,这一问题等同于一个平面 8杆 12副阿苏尔杆组的位置分析。采用复数矢量法 ,先列出用于装配形态分析的含 4个角位移变量的 4个独立矢量方程 ,然后将它们转化为复数形式的代数方程组 ,直接采用结式消元方法对上述方程组进行消元 ,得到了一个单变量的 5 4次代数方程 ,表明该种 9杆巴氏衍架可能存在 5 4种装配形态。对该代数方程直接进行求解 ,然后利用辗转相除法求出其它 3个未知变量的值 ,最后利用复数的三角变换 ,求出了 5 4组对应于该巴氏衍架装配形态的 4个角位移值 。

6-5平台型并联机构的位置正解分析

空间并联机构的位置正解是已知并联各杆的长度确定末端平台的位姿。以6-5平台型空间并联机构为研究对象进行位置正解分析,使用方向余弦矩阵,建立数学模型,给出了约束方程,经过一系列的代数推导,应用结式消元,导出了一元20次方程,最终求得40组解。通过数字算例,验证了40组解都是正确的,表明了6-5平台型空间并联机构的正解数目是40。

三自由度并联机构(3SPS-3SRR)的运动学分析

针对一种3SPS-3SRR并联机构,运用符号法对该机构进行位置分析及运动学分析建模。构建动、静坐标系,通过矩阵转换对机构建立约束方程,运用sylvester消元方法进行消元得到机构单变元输入输出方程,求得机构位姿的封闭解;在此基础上,对机构建立运动学分析模型,得到了与机构运动相分离的Jacobian、Hessian矩阵,并通过此运动模型可以得到机构输出端任意点的速度及加速度。最后进行实例求解,验证本位置、运动学模型的正确性并通过matlab符号运算及绘图功能得到机构末端执行器的位姿、速度及加速度曲线。得出该求解模型准确、高效,该机构运动特性平滑的结论。

贝祖:西方消元理论的开拓者

贝祖是18世纪法国的数学家,由于公务繁忙,为了能在一个有限的领域内作出有价值的工作,热爱数学的他将自己的研究限制在代数学中的一个方向——方程理论上。贝祖消元求解方程组所用的多项式乘数法是得到最广泛认可的消元方法,并且成为现代多项式优化算法中运用多项式乘数的算法依据;贝祖求结式次数所得到的贝祖定理是其理论中最耀眼的成就之一,成为代数几何中的基础定理而应用广泛;贝祖关于结式的工作开启了现代消元理论研究的大门,在其影响和推动下,拉格朗日、柯西简化了消元过程、西尔维斯特完成了结式和惯性形式的工作。

三自由度并联机构(3SPS-3SRR)的位置分析

针对一种3SPS-3SRR并联机构,运用符号法对该机构进行位置分析建模及求解。构建动、静坐标系,通过矩阵转换对机构建立约束方程,运用Sylvester消元方法进行消元得到机构单变元输入输出方程,求得机构位姿的封闭解。最后进行实例求解,得到该机构处于一般姿态的32组实数解,并使机构处于特殊位姿,将所得封闭解与预估解对比,从而验证该位置求解模型的正确性。基于符号法的3SPS-3SRR并联机构位置分析模型具有准确、高效的特点,规避了基于数值法的诸多缺点,对该机构的深入分析具有重要理论意义及实用价值。

机械手位姿方程组的计算机自动生成及求解

对于只含 (或简化后只含 )R ,P ,C和H副的串联机械手 ,已知运动副类型和相应的机构参数等信息 ,在计算机上用完全有效元素法自动生成其矩阵形式的位姿方程 ,通过三角变换进一步自动建立由 9个以上多项式方程组成的多项式方程组 ,并采用m≥n的结式消元法求解。本文的特点是完全利用了位姿矩阵方程中的 9个有效元素 ,所得解即为机械手的运动学解 ;用m≥n的结式消元法消元得到便于求解的三角型组 ,并用计算机一次完成了方程组的建立和求解。

一个酶催化反应系统的局部分岔分析

讨论一个酶催化反应系统的局部分岔.首先得到该系统只有1个或2个孤立平衡点,或者一条奇线,并给出了所有平衡点的定性性质.进一步分析了孤立平衡点在非双曲情形下发生的分岔,包括跨临界分岔和Hopf分岔,通过计算Lyapunov量得出该系统中细焦点阶数为1.最后利用数值模拟验证了所得结论.

实现多函数的空间可调RSSR机构精确综合

提出了通过调节输入杆、连杆和输出杆的长度来实现多函数的空间可调RSSR机构.建立起了精确综合的非线性方程组.分析了附加约束的个数与实现的精确点的个数之间的关系.并结合结式消元法,求解了实现两任务的RSSR机构模型.

基于倍矩阵的1P5R串联机械手逆运动学分析

将倍矩阵引入到串联机械手运动学分析的建模中,结合四维旋转矩阵,提出了一种空间1P5R串联机械手逆运动学分析的新方法。基于倍矩阵和四维旋转矩阵对空间1P5R串联机械手进行运动学建模,直接得到14个逆运动学约束方程;将14个方程通过线性消元和Sylvester结式消元,得到只含1个关节变量的一元16次方程。通过数字实例求解和SolidWorks软件仿真验证了所提方法的正确性。所提方法最大的优势在于可直接获得14个逆运动学约束方程,不需要进行矢量运算或者投影等,为空间其他串联机械手的逆运动学建模提供了一种新思路。

球面欧氏度量下Fermat-Torricelli点的问题

研究球面上欧氏距离意义下Fermat-Torricelli点问题.给定边长分别为a, b, c的球面三角形△ABC,讨论当球面上点P到△ABC三个顶点A,B,C距离之和L达到最小时,求L,a,b,c之间满足的隐函数关系f(L,a,b,c)=0.将该问题转化成多元多项式方程组消元问题,结合Sylvester结式,Dixon结式,用符号数值混合计算方法进行隐函数插值,最终成功求出f(L,a,b,c),并说明对L,a,b,c之间可以满足的任意一个隐函数关系g(L,a, b, c)=0,g(L,a,b,c)均可用f(L,a,b,c)中4个不可约因子进行表示.