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关键词： 三自由度   全回转结构   并联机构   奇异性分析   工作空间   运动学建模  

摘要： 本研究对一种广泛应用的1R2T全回转并联机构进行了深入的运动学建模,以建立相应的数学模型。该机构采用1R2T并联结构,具备结构稳定性、负载能力和低机构惯性等特点,适用于高速精密运动,在工业应用中具有广泛的潜力。在此研究中,首先详细介绍了1R2T全回转并联机构的构型和运动原理。然后,进行了运动学正解和逆解的分析,以精确描述机构内部关节的运动关系,使其能够通过输入主动臂的角度来精确控制末端执行器的位置和姿态。此外,进行了奇异点的深入研究,以探讨可能导致速度反解无解的特殊位形,以及如何解决与这些位形相关的运动学问题。最重要的是,对1R2T全回转并联机构的工作空间进行了全面的分析。研究发现该机构具有环状工作空间,能够实现绕特定点整周回转运动,适用于多种复杂工业应用。此外,还考虑了各种约束条件,如主动臂机构干涉约束、从动臂闭环转交约束等,这些约束在实际应用中需要得到充分考虑以确保机构的正常运行。通过这一深入的运动学建模分析,将为1R2T全回转并联机构的性能和潜力提供了深刻的理解,为未来的结构设计、产品研发和实际应用提供了坚实的理论基础。这一研究有望推动工业自动化领域的现代化和智能化,提高国内工业领域的竞争力。 。

关键词： CFD   数值模拟   分布式液舱   双自由度晃荡  

摘要： 养殖工船作为海水养殖业向深远海发展的一个方向,具有较高的经济价值,其发展前景广阔,得到了广泛的研究。养殖工船内部液舱众多,船体在波浪中的摇荡运动导致液舱晃荡的发生,会对液舱内养殖鱼体生存环境和液舱结构造成很大影响。本文依据已有养殖工船模型的运动数据和液舱结构模型,采用计算流体力学软件STAR-CCM+对单自由度下、固有频率下和双自由度下的养殖工船液舱晃荡分别进行了数值模拟,得到了不同频率及测点位置处的晃荡压力,研究了不同情况下舱室内液体波面的变化以及流速分布情况,比较了模拟与试验得到的测点压力值,验证了数值模拟方法的准确性。研究成果可为养殖工船的进一步研究发展提供参考。

关键词： 多自由度机械臂   运动规划   轨迹控制技术  

摘要： 多自由度机械臂在工业生产中得到了广泛的应用,已经成为一种可以执行各种任务的机械装置。多自由度机械臂的发展与机器人自身的智能水平密切相关。如何使机器人在复杂环境下独立完成工作任务,成为该领域研究的核心问题之一。多自由度机械臂要求机器人具有精确稳定的轨迹控制能力,传统的人工设计控制算法往往难以应对复杂多变的环境和任务要求。如何实现多自由度机械臂运动时间最短,此外,保证运动过程中速度的平稳性已成为机器人运动学研究的关键内容。基于此,本文针对多自由度机械臂运动规划与轨迹控制技术进行详细探讨。

关键词： 电液伺服振动台   波形复现   三状态控制   迭代学习控制  

摘要： 波形复现作为振动环境模拟技术中的一种试验方法,对减小因振动造成的损失和满足产品升级需要等具有重要的实际意义。为了提高波形复现的精度和拓展伺服控制系统频宽,提出一种基于时滞估计的迭代控制随机波形复现策略。首先研究三状态控制策略来拓展系统频宽,之后通过计算响应信号与参考信号的相关系数算出系统的滞后时间,解决液压系统的时滞问题,提高波形复现精度。最后基于时滞估计的迭代控制算法进行波形复现试验,迭代后的相关系数均高于迭代前的相关系数,证明了基于时滞估计迭代算法的有效性。

关键词： 三自由度测量   自准直仪   CMOS图像传感器   FPGA   图像处理  

摘要： 针对基于自准直仪的三自由度测量系统所成的十字丝狭缝图像,由于其存在一定的宽度且不均匀,从而会导致三自由度测量准确度不高。提出了一种基于十字丝细化与Hough变换相结合的高精度三自由度测量方法。实验结果表明,十字丝细化与Hough变换相结合的三自由度测量方法,在±600"的测量范围内,俯仰角的标准差为2.69";偏摆角的标准差为2.28";滚转角的标准差为12.58",三自由度的测量准确度均高于只采用十字丝细化处理或只采用Hough变换求三自由度的准确度,验证了所提方法的有效性和可行性。

关键词： 高速无人机   地面滑跑   分岔理论   MATLAB/Simulink   达朗贝尔原理  

摘要： 高速起降无人机地面滑跑过程中受到轮胎力、气动力、舵面力等多个非线性因素的影响,容易发生转弯失控,在地面打转甚至冲出跑道等严重事故。目前利用分岔理论分析飞机地面滑跑非线性转弯系统稳定性时,都是基于匀速滑跑的平衡态系统,无法分析加减速对非线性非自治飞机地面滑跑系统稳定性的影响。对此,提出利用达朗贝尔原理将非线性动态系统转化为等效非线性平衡态系统进行分岔特性研究。在MATLAB/Simulink中建立无人机非线性地面变速滑跑动力学模型,并基于达朗贝尔原理在系统模型中引入惯性力,将系统转化为等效平衡态系统,进而利用数值延拓法对系统全局稳定性及分岔特性进行求解,分析了无人机变速滑跑过程中加速度对无人机转弯方向稳定性的影响,并对系统出现的鞍结分岔现象、Hopf分岔现象进行分析。通过对3种典型工况下无人机的运动状态和受力进行分析,揭示了无人机地面变速滑跑转弯时发生方向失稳的本质与机理。同时,在加速度单参数分岔分析的基础上,采用开折方法,将前轮转角作为附加参数引入无人机地面滑跑动力学模型,进行双参数分岔分析,讨论了双参数组合对无人机地面滑跑方向稳定性的影响规律,并就双参数分岔过程中新出现的BT分岔、GH分岔和ZH分岔现象进行了讨论。

关键词： 码垛机   抓取   位姿   机械臂  

摘要： 为解决目前码垛机的机械臂存在抓取位姿控制困难的问题,文章提出一种多自由度码垛机械臂抓取位姿控制方法。先建立机械臂连杆坐标系,然后对抓取任务的执行空间进行分析,设定抓取位置后对抓取操作进行简化,通过控制机械臂的轨迹,实现对机械臂抓取位姿的有效控制。实验结果表明:此方法关节角度误差≤5°,相比两种传统方法缩小了192°和154°。因此,多自由度码垛机械臂抓取位姿控制方法能够较好地控制抓取目标时的位姿,缩短了工作时间,在一定程度上提高机械臂的生产效率。

关键词： 纳米定位   多自由度压电驱动   先进控制技术   控制策略   压电驱动器  

摘要： 介绍了压电驱动的工作原理、压电材料的非线性特性以及压电定位平台的直接驱动方式,分别阐述了串联、并联和串并联三种驱动方案的多自由度压电定位平台的结构设计以及解耦优化方式。重点分析了多自由度纳米压电定位平台控制系统需要解决的压电驱动器的非线性特性、交叉耦合等问题,提出应根据多自由度压电定位平台不同的结构和运动形式选定合适的控制策略。最后总结了适用于多自由度压电定位平台的控制算法,有助于研究者了解压电纳米定位平台领域的最新进展,为压电纳米定位平台控制技术研究提供借鉴。

关键词： 3T1R   并联机构   方位特征集   工作空间   奇异位形   NSCA2搜索算法  

摘要： 基于方位特征集设计理论和方法,设计了一种完全对称、且具有三平移一转动性质的4-RRPaR并联机器人机构,分析方位特征集、自由度、耦合度等拓扑参数。根据矢量法构建运动学位置方程,推导得到运动学逆解解析式,同时根据算例分析得到位置正解和位置逆解数值解。利用雅可比矩阵计算得到位置正解奇异、位置逆解奇异产生条件,选择极坐标边界搜索法计算工作空间与转动能力等性能指标。分析表明:机构边界光滑且内部存在空洞情况、动平台转动角度范围较小。另外,提出有效转动能力比指标ω概念,结合有效工作空间利用率μ,建立多目标的数学优化模型,采用经典的NSGA-Ⅱ搜索算法对有效转动能力比指标ω与有效工作空间利用率μ进行多目标参数优化,最后通过算例分析得到优化后的工作空间以及转动能力,优化后的工作空间边界圆润且内部不存在空洞情况、转动灵活性较好。可权衡设计需求和实际应用需求来选择最佳的优化参数。

关键词： Hydrofoil   Flutter   Flow-induced vibration   Fluid-structure interaction   Critical velocity  

摘要： The flutter of a hydrofoil can cause structural damage and failure,which is a dangerous situation that must be *** this work,based on computational fluid dynamics and structural finite element methods,a co-simulation framework for the flow-induced vibration of hydrofoil was established to realize fluid-structure *** simulation research was conducted on the flow-induced vibration characteristics of rigid hydrofoil with 2-DOF under uniform flow,and the heave and pitch vibration responses of hydrofoil were *** purpose is to capture the instability of hydrofoil vibration and evaluate the influence of natural frequency ratio and inertia radius on vibration state to avoid the generation of *** results indicate that when the inflow velocity increases to a certain critical value,the hydrofoil will enter the flutter critical state without amplitude *** attack angle of a hydrofoil has a significant impact on the vibration amplitude of heave and ***,the natural frequency ratio and inertia radius of the hydrofoil significantly affect the critical velocity of the *** the natural frequency ratio by reducing the vertical stiffness or increasing the pitch stiffness can move the vibration from a critical state to a convergent state.