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基于Udwadia-Kalaba理论的接触网检修车随车起重机动力学建模
1
作者
张配
《西安轨道交通职业教育研究》
2022年第2期18-23,共6页
基于Udwadia-Kalaba理论,文章提出了一种应用于轨道交通中使用的检修车吊机动力学建模的新方法。该方法是一种适用于完整约束或非完整约束机械系统的一般的方法。通过求解Udwadia-Kalaba方程来获得给定驱动力矩下随车起重机的运动轨迹...
基于Udwadia-Kalaba理论,文章提出了一种应用于轨道交通中使用的检修车吊机动力学建模的新方法。该方法是一种适用于完整约束或非完整约束机械系统的一般的方法。通过求解Udwadia-Kalaba方程来获得给定驱动力矩下随车起重机的运动轨迹。仿真结果表明基于Udwadia-Kalaba理论建立的运动方程与基于Lagrange乘子的运动方程计算结果差异很小。间接验证了运动方程的正确性,以及该方法的求解效率。
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关键词
u-k理论
接触网检修车吊机
LAGRANGE乘子
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职称材料
下肢康复机器人动力学建模约束违约抑制
被引量:
1
2
作者
徐亚茹
李克鸿
+2 位作者
刘佳
刘荣
张建成
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第4期609-619,共11页
U-K理论为获得约束多体系统的解析动力学方程提供了新的理念,但由于数值近似和截断误差等因素的影响,动力学方程在位置和速度层面上存在约束违约。Baumgarte约束违约稳定法(BSM)通过约束修正得到稳定的动力学方程。然而,Baumgarte参数...
U-K理论为获得约束多体系统的解析动力学方程提供了新的理念,但由于数值近似和截断误差等因素的影响,动力学方程在位置和速度层面上存在约束违约。Baumgarte约束违约稳定法(BSM)通过约束修正得到稳定的动力学方程。然而,Baumgarte参数的选择通常涉及一个试错过程,可能会出现失效的仿真结果。为此,利用经典的四阶Runge-Kutta法研究了Baumgarte参数选取问题,创建了基于BSM修正后的U-K理论的机器人系统解析动力学方程。以下肢康复机器人为研究对象仿真分析,结果表明:利用所提方法可以有效抑制约束违约,关节角度误差控制在-5×10^(-3)(°)~5×10^(-3)(°)范围内;关节角速度误差控制在-2×10^(-4)~2×10^(-4) rad/s范围内;机器人末端执行器运行轨迹能够很好地贴近系统预定的目标。
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关键词
u-k理论
约束违约
Baumgarte约束违约稳定法(BSM)
Baumgarte参数
下肢康复机器人
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职称材料
基于Udwadia-Kalaba方法的全向移动机器人轨迹跟踪控制
被引量:
5
3
作者
董方方
金栋
+1 位作者
赵晓敏
韩江
《合肥工业大学学报(自然科学版)》
CAS
北大核心
2022年第1期7-12,共6页
针对三轮全向移动机器人的轨迹跟踪控制问题,文章提出一种基于Udwadia-Kalaba(U-K)方程的约束跟踪控制方法。根据牛顿力学构建无轨迹约束时的移动机器人动力学模型;基于U-K理论,将期望运动轨迹抽象为一种虚拟约束施加在系统上,并将该约...
针对三轮全向移动机器人的轨迹跟踪控制问题,文章提出一种基于Udwadia-Kalaba(U-K)方程的约束跟踪控制方法。根据牛顿力学构建无轨迹约束时的移动机器人动力学模型;基于U-K理论,将期望运动轨迹抽象为一种虚拟约束施加在系统上,并将该约束转化为Pfaffian标准形式,再通过U-K基本方程获得满足期望轨迹要求的控制力矩解析解,该控制设计过程简单明确,且可以同时处理非完整约束与完整约束;最后以数值仿真的形式跟踪了2种轨迹。仿真结果表明,该约束跟踪控制方法可以实现对给定轨迹的高精度跟踪。
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关键词
全向移动机器人
Udwadia-Kalaba(
u-k
)
理论
轨迹跟踪控制
动力学建模
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职称材料
题名
基于Udwadia-Kalaba理论的接触网检修车随车起重机动力学建模
1
作者
张配
机构
西安铁路职业技术学院机电工程学院铁道车辆教研室
出处
《西安轨道交通职业教育研究》
2022年第2期18-23,共6页
文摘
基于Udwadia-Kalaba理论,文章提出了一种应用于轨道交通中使用的检修车吊机动力学建模的新方法。该方法是一种适用于完整约束或非完整约束机械系统的一般的方法。通过求解Udwadia-Kalaba方程来获得给定驱动力矩下随车起重机的运动轨迹。仿真结果表明基于Udwadia-Kalaba理论建立的运动方程与基于Lagrange乘子的运动方程计算结果差异很小。间接验证了运动方程的正确性,以及该方法的求解效率。
关键词
u-k理论
接触网检修车吊机
LAGRANGE乘子
Keywords
u-k
Theory
Catenary Maintenance Truck crane
Lagrange Multiplier
分类号
U270.1 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
下肢康复机器人动力学建模约束违约抑制
被引量:
1
2
作者
徐亚茹
李克鸿
刘佳
刘荣
张建成
机构
北京联合大学机器人学院
石家庄学院机电学院
北京航空航天大学机器人研究所
出处
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第4期609-619,共11页
基金
国家重点研发计划(2018YFB1307001)
北京市教委科研计划(KM202111417006)
+1 种基金
河北省高等学校科学技术研究项目(QN2020510)
北京联合大学科研项目(ZK80202004)。
文摘
U-K理论为获得约束多体系统的解析动力学方程提供了新的理念,但由于数值近似和截断误差等因素的影响,动力学方程在位置和速度层面上存在约束违约。Baumgarte约束违约稳定法(BSM)通过约束修正得到稳定的动力学方程。然而,Baumgarte参数的选择通常涉及一个试错过程,可能会出现失效的仿真结果。为此,利用经典的四阶Runge-Kutta法研究了Baumgarte参数选取问题,创建了基于BSM修正后的U-K理论的机器人系统解析动力学方程。以下肢康复机器人为研究对象仿真分析,结果表明:利用所提方法可以有效抑制约束违约,关节角度误差控制在-5×10^(-3)(°)~5×10^(-3)(°)范围内;关节角速度误差控制在-2×10^(-4)~2×10^(-4) rad/s范围内;机器人末端执行器运行轨迹能够很好地贴近系统预定的目标。
关键词
u-k理论
约束违约
Baumgarte约束违约稳定法(BSM)
Baumgarte参数
下肢康复机器人
Keywords
u-k
theory
constraint violation
Baumgarte’s constraint violation stability methods(BSM)
Baumgarte parameters
lower limb rehabilitation robot
分类号
TH113 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
基于Udwadia-Kalaba方法的全向移动机器人轨迹跟踪控制
被引量:
5
3
作者
董方方
金栋
赵晓敏
韩江
机构
合肥工业大学机械工程学院
合肥工业大学汽车与交通工程学院
出处
《合肥工业大学学报(自然科学版)》
CAS
北大核心
2022年第1期7-12,共6页
基金
国家重点研发计划资助项目(2018YFB1308400)
国家自然科学基金资助项目(51905140)
+1 种基金
安徽省科技重大专项资助项目(18030901039)
安徽省高校协同创新资助项目(GXXT-2019-031)。
文摘
针对三轮全向移动机器人的轨迹跟踪控制问题,文章提出一种基于Udwadia-Kalaba(U-K)方程的约束跟踪控制方法。根据牛顿力学构建无轨迹约束时的移动机器人动力学模型;基于U-K理论,将期望运动轨迹抽象为一种虚拟约束施加在系统上,并将该约束转化为Pfaffian标准形式,再通过U-K基本方程获得满足期望轨迹要求的控制力矩解析解,该控制设计过程简单明确,且可以同时处理非完整约束与完整约束;最后以数值仿真的形式跟踪了2种轨迹。仿真结果表明,该约束跟踪控制方法可以实现对给定轨迹的高精度跟踪。
关键词
全向移动机器人
Udwadia-Kalaba(
u-k
)
理论
轨迹跟踪控制
动力学建模
Keywords
omnidirectional mobile robot
Udwadia-Kalaba(
u-k
)theory
trajectory tracking control
dynamic modeling
分类号
TP242.2 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于Udwadia-Kalaba理论的接触网检修车随车起重机动力学建模
张配
《西安轨道交通职业教育研究》
2022
0
下载PDF
职称材料
2
下肢康复机器人动力学建模约束违约抑制
徐亚茹
李克鸿
刘佳
刘荣
张建成
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
1
下载PDF
职称材料
3
基于Udwadia-Kalaba方法的全向移动机器人轨迹跟踪控制
董方方
金栋
赵晓敏
韩江
《合肥工业大学学报(自然科学版)》
CAS
北大核心
2022
5
下载PDF
职称材料
已选择
0
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