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《浙江大学》 2005年
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动磁式直线压缩机理论与试验研究

谢洁飞  
【摘要】:本论文从开发高效制冷压缩机以实现电冰箱环保和节能的需要出发,以动磁式直线压缩机为主要研究对象,在查阅国内外大量文献,吸收相关学科的新思想、新理论、新方法、新技术的基础上,研制了一台电冰箱用动磁式直线压缩机样机,并采用理论研究、计算机仿真与实验研究相结合的研究方法,系统地进行了压缩机动力学分析、设计、优化、控制和相应的技术基础研究与试验研究。 在分析直线电动机机电能量转换规律的基础上,分别采用等效磁路法和基于等效体电流密度的磁场解析法两种方法,建立了动磁式直线振荡电动机数学模型,描述了电机电—磁—力之间的内在关系,重点推导了电机磁链与电磁推力公式,并与有限元数值分析进行了对比验证。 在分析动磁式直线压缩机工作原理的基础上,建立了压缩机的动力学模型,分别采用简单线性化和描述函数法两种方法对气体力进行了线性化,并与非线性的动力学模型进行了比较。采用描述函数法对气体力进行线性化得到的系统当量线性模型能基本反映系统的真实性能,从而有利于进一步分析压缩机的一些动态特性,为建立压缩机一套完整的设计和控制方法奠定了基础。在系统当量线性模型基础上进行的压缩机系统振动特性分析表明:动磁式直线压缩机必须工作在动子共振区域才能最有效地吸收激振能量。 在对动磁式直线压缩机理论分析的基础上,建立了一套动磁式直线压缩机的理论设计方法。重点对弹簧谐振频率、线圈电流密度、永磁体工作点的选择方法及其对压缩机功率和效率等主要性能的影响进行了分析,并推导了压缩机系统主要结构参数的计算公式。在此基础上研制了一台样机,并对样机进行了空载与负载试验,试验表明动磁式直线压缩机具有较高的效率和节能潜力。 在分析动磁式直线压缩机排气量调节原理和方法的基础上,介绍了通过绕组线圈磁链对压缩机活塞位置进行估计的方法,在此基础上提出了一套采用无位置传感器的压缩机系统控制方法,以实现压缩机活塞行程、余隙、平衡位置以及排气量的自动调节。 论文最后对主要研究成果和创新点进行了总结,进一步展望了未来的研究工作。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TM925.21

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 于明湖;张玉秋;叶云岳;卢琴芬;夏永明;;双定子直线振荡电机动子位移自传感技术研究[J];传感技术学报;2010年06期
2 于明湖;张玉秋;叶云岳;刘晓;卢琴芬;;双定子直线振荡电机谐振特性分析[J];电机与控制学报;2010年08期
3 于明湖;张玉秋;卢琴芬;叶云岳;王立强;;动磁式横向磁通直线振荡电机建模分析[J];电机与控制学报;2011年02期
4 邹慧明;张立钦;彭国宏;田长青;;动磁式直线振荡电机性能模拟及实验[J];电机与控制学报;2012年04期
5 谢洁飞;李新华;李香桂;杨波;;动磁式直线冰箱压缩机的设计方法[J];低温工程;2009年03期
6 丁国忠;张晓青;何明顺;郭方中;黄素逸;;斯特林用直线压缩机的研究[J];低温与超导;2007年06期
7 谢英柏;桂良明;徐周璇;黄秀芝;;动圈式线性压缩机空载运动特性分析[J];流体机械;2007年11期
8 谢洁飞;李新华;刘旭;;直线式压缩机用谐振弹簧的刚度设计[J];流体机械;2009年05期
9 谢洁飞;李新华;张艳来;;新型矿用直线式空气压缩机原理分析与仿真[J];煤炭学报;2011年06期
10 王玮;;动磁式线性压缩机的有限元分析[J];微电机;2011年06期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 于明湖;张玉秋;叶云岳;姚泽勇;卢琴芬;;直线振荡电机谐振频率跟踪策略研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
2 赵科;金涛;郑水英;;动磁式直线压缩机设计与试验研究[A];2006年全国直线电机学术年会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 于明湖;直线压缩机用横向磁通永磁直线振荡电机系统研究[D];浙江大学;2011年
2 夏永明;新型双定子直线振荡电机的研究[D];浙江大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 王洋;双定子动铁式直线振荡电机的设计与研究[D];浙江理工大学;2011年
2 刘晓辉;动磁式直线空气压缩机的研发[D];浙江大学;2008年
3 何明顺;回热式制冷系统用直线压缩机的研究[D];华中科技大学;2007年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 冯领香,魏建国,王森林,李红梅,徐晓,彭利华,王立波;一种可自调步长的改进Newmark算法[J];河北农业大学学报;2004年03期
2 吴建华;开关磁阻电动机稳态性能的一种快速非线性仿真法[J];电工技术学报;1997年03期
3 孙中章,张永清,李元,陆永达,沈川玲,刘根;一种双活塞对置直线驱动斯特林制冷机的初步研究[J];低温工程;1999年04期
4 李连生,胡建华,束鹏程,王智忠,管明道,李鹄;润滑油对 R134a 冰箱压缩机性能影响的研究[J];低温工程;1997年02期
5 张巍,郭方中;自由活塞型斯特林制冷机的设计方法[J];低温与超导;1999年04期
6 王建生,廖振方;直线电动压缩机活塞动力特性分析[J];重庆大学学报(自然科学版);1998年03期
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8 黄小池,吴世庆,谭蓁,顾中平,潘坚;异丁烷(R600a)制冷剂在无霜电冰箱上的应用[J];家用电器科技;2000年02期
9 尚殿波;高效型压缩机技术特点及其在电冰箱上的应用[J];家用电器科技;2000年02期
10 唐三湘,鄢国志,张树国;R600a在电冰箱上对R12的替代[J];家用电器科技;2001年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王旭平;动圈式水磁直线振动电机的研究[D];太原理工大学;2003年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 曹文霞;汪永华;钱多德;;基于RBF神经网络整定PID的PMLSM控制研究[J];安徽农业大学学报;2012年01期
2 甘海涛;高健;陈新;;引线键合劈刀Z轴运动信号分析[J];半导体技术;2009年03期
3 孙东森;葛宝明;毕大强;裴丽娜;;高速开关磁阻电机的电感计算与运行分析[J];北京交通大学学报;2010年05期
4 胡晓军,崔红娟,周睿,季秀才;自适应最优预见控制及其在活塞数控加工中的应用[J];兵工自动化;2003年06期
5 张安平;陈国平;裴锦华;;基于直线直流电机的无人机发射技术研究[J];兵工学报;2010年02期
6 万婷婷;万丹;王雷;窦艳伟;孙学志;胡建信;;中国冰箱行业淘汰CFCs的环境效益分析[J];北京大学学报(自然科学版);2011年03期
7 杨志;孙志永;;直线电机在车磨复合机床中的应用[J];北京信息科技大学学报(自然科学版);2011年03期
8 樊锋,刘强;交流直线电机矢量变换控制软换向方法及实现[J];北京航空航天大学学报;2004年04期
9 王大彧;郭宏;于凯平;张立佳;;基于FPGA的直接驱动阀用音圈电机功率驱动器[J];北京航空航天大学学报;2010年08期
10 刘录,孙铁;4L空气压缩机无油润滑关键部件改造设计[J];北京石油化工学院学报;2002年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 金尚泰;侯忠生;王卫红;;无模型自适应控制方法在永磁直线电机控制中的应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 王立强;雷美珍;卢琴芬;叶云岳;;大气隙直线感应电机矢量控制系统建模与仿真[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 王立强;卢琴芬;叶云岳;雷美珍;;基于虚拟仪器的三相直线感应电机静态测试系统[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 薛玉春;萩原一郎;张义民;;混合动力电动汽车的振动建模与仿真研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 于明湖;张玉秋;叶云岳;姚泽勇;卢琴芬;;直线振荡电机谐振频率跟踪策略研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
6 高洁;孙鹤旭;董砚;何林;;开关磁阻电机RBF神经网络滑模控制器的设计与转矩脉动优化的研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
7 曹荣敏;周惠兴;陈现敏;文华强;;基于永磁直线电机的倒立摆创新实验平台设计[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅰ[C];2011年
8 叶云岳;;高效节能的直驱技术及其应用[A];2011中国电工技术学会学术年会论文集[C];2011年
9 杨少东;叶云岳;范承志;;圆筒型直线永磁同步电机及其变频控制系统[A];第十届中国小电机技术研讨会论文集[C];2005年
10 杨霞;李强;郭庆鼎;;磁悬浮直线电机在数控机床中的应用[A];第十届中国小电机技术研讨会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 许爱德;开关磁阻电机在船舶电力推进中的应用研究[D];大连海事大学;2010年
2 汪木兰;神经网络硬化实现的共性技术在电力传动中应用研究[D];合肥工业大学;2010年
3 雷金;洛仑兹平面电机的结构动态特性研究[D];华中科技大学;2010年
4 权建洲;高速工况下H型桁架定位平台的建模与同步控制[D];华中科技大学;2010年
5 杨通;高速大推力直线感应电机的电磁理论与设计研究[D];华中科技大学;2010年
6 颜鹏达;斯特林型两级脉管制冷机理论与实验研究[D];浙江大学;2009年
7 王道涵;新型磁通切换型磁阻电机系统的分析、设计与控制研究[D];山东大学;2010年
8 胡楚雄;基于全局任务坐标系的精密轮廓运动控制研究[D];浙江大学;2010年
9 赵云;大功率调制气流声源的数值模拟与实验研究[D];国防科学技术大学;2010年
10 胡庆;高层电梯垂直运动的鲁棒控制策略研究[D];沈阳工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张志华;弧形直线电机伸缩门及其控制研究[D];河南理工大学;2010年
2 王旭强;圆筒型永磁直线同步电机电磁性能及温度场研究[D];河南理工大学;2010年
3 宋抗;压缩机活塞圆度误差数字检测系统研究[D];河南理工大学;2010年
4 秦臻;7.5KW开关磁阻电动机调速系统设计[D];山东科技大学;2010年
5 贺莉;基于Matlab的永磁直线同步电机混沌系统研究[D];郑州大学;2010年
6 易昌;采油中心的设计与动力学分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 钟艳平;基于ARM的航海作业标绘台信息处理装置设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 许伟;基于dsPIC的开关磁阻电机调速系统设计[D];大连理工大学;2010年
9 王增国;基于DSP的开关磁阻电机风力发电系统研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
10 黄曌;开关磁阻风电系统控制技术研究[D];湘潭大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邓隐北 ,邓彬;变频驱动系统的EMC对策[J];安全与电磁兼容;2004年04期
2 秦伟;李茂德;;制冷剂的可持续发展[J];节能与环保;2006年09期
3 王燕京;电磁场数值分析方法[J];北京建筑工程学院学报;2003年03期
4 冯领香,魏建国,王森林,李红梅,徐晓,彭利华,王立波;一种可自调步长的改进Newmark算法[J];河北农业大学学报;2004年03期
5 夏永明;卢琴芬;叶云岳;康润生;;新型双定子直线振荡电机分析及建模[J];电工技术学报;2007年12期
6 李肖伟,熊光煜,刘星达;动铁型直线振动电机的动态分析[J];电工技术学报;1996年02期
7 赵景宝;段成才;;高效电冰箱压缩机电机的设计[J];电机电器技术;2005年05期
8 陈幼平;张代林;艾武;周祖德;;基于DSP的直线电机位置伺服控制策略研究[J];电机与控制学报;2006年01期
9 于明湖;张玉秋;卢琴芬;叶云岳;王立强;;动磁式横向磁通直线振荡电机建模分析[J];电机与控制学报;2011年02期
10 尹强,陆海慧;变频调速系统中的共模噪声问题及其对策[J];电气传动;2005年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 赵科;金涛;郑水英;;动磁式直线压缩机设计与试验研究[A];2006年全国直线电机学术年会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 于明湖;直线压缩机用横向磁通永磁直线振荡电机系统研究[D];浙江大学;2011年
2 张伟;无转速传感器异步电机矢量控制系统控制方法的研究[D];浙江大学;2001年
3 张存山;永磁无刷牵引电机电磁性能研究[D];北京交通大学;2006年
4 陈楠;大冷量斯特林制冷机用动磁式直线压缩机关键部件及整机性能研究[D];上海交通大学;2007年
5 夏永明;新型双定子直线振荡电机的研究[D];浙江大学;2007年
6 陆华才;无位置传感器永磁直线同步电机进给系统初始位置估计及控制研究[D];浙江大学;2008年
7 罗慧;感应电机全阶磁链观测器和转速估算方法研究[D];华中科技大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 王旭平;动圈式水磁直线振动电机的研究[D];太原理工大学;2003年
2 叶利洪;直线压缩机研究[D];浙江大学;2003年
3 林利华;零速/极低速磁链位置观测仿真及高性能数字控制平台设计[D];南京航空航天大学;2004年
4 杨凯;动铁式直线振动电机的静态特性分析及动态仿真[D];太原理工大学;2004年
5 马振飞;冰箱用直线压缩机原理性样机的研制[D];浙江大学;2005年
6 刘慧敏;基于ANSYS的磁悬挂天平电磁场分析与动力学研究[D];国防科学技术大学;2004年
7 李响;基于推广卡尔曼滤波的永磁同步电机无位置传感器控制[D];天津大学;2004年
8 马永寿;冰箱压缩机驱动用动磁式直线振荡电机研究[D];浙江大学;2006年
9 刘晓辉;动磁式直线空气压缩机的研发[D];浙江大学;2008年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 于明湖;张玉秋;叶云岳;卢琴芬;夏永明;;双定子直线振荡电机动子位移自传感技术研究[J];传感技术学报;2010年06期
2 王利;卢琴芬;叶云岳;;直线电机城市轨道试验线无线控制系统研究[J];传感技术学报;2012年01期
3 于明湖;张玉秋;叶云岳;刘晓;卢琴芬;;双定子直线振荡电机谐振特性分析[J];电机与控制学报;2010年08期
4 于明湖;张玉秋;卢琴芬;叶云岳;王立强;;动磁式横向磁通直线振荡电机建模分析[J];电机与控制学报;2011年02期
5 贾红书;洪国同;陈厚磊;;用于斯特林热机的动圈式直线电机设计与分析[J];电机与控制学报;2011年12期
6 曾方;;经验模态分解法在电动机铁心故障检测中的应用[J];电气自动化;2011年03期
7 王基超;王文;;微小型对置式线性压缩机特性分析[J];低温工程;2012年01期
8 谢英柏;徐周璇;俞准;孙刚磊;;吸排气压力对线性压缩机性能影响分析[J];工程热物理学报;2009年03期
9 雷美珍;戴文战;夏永明;王立强;;新型Halbach横向磁通直线振荡执行器[J];传感技术学报;2012年10期
10 谢洁飞;李新华;张艳来;;新型矿用直线式空气压缩机原理分析与仿真[J];煤炭学报;2011年06期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 于明湖;张玉秋;叶云岳;姚泽勇;卢琴芬;;直线振荡电机谐振频率跟踪策略研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
2 于明湖;叶云岳;夏永明;张玉秋;;新型双定子直线振荡电机特性分析[A];第十三届中国小电机技术研讨会论文集[C];2008年
3 刘向农;唐景春;吴昊;叶斌;;斯特林用直线压缩机的传递函数法建模[A];第九届全国低温工程大会论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 李志海;动圈式直线压缩机若干关键问题研究[D];浙江大学;2010年
2 于明湖;直线压缩机用横向磁通永磁直线振荡电机系统研究[D];浙江大学;2011年
3 卢苇;大功率甚低频水下声源研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 李奎;一种新型结构的直线压缩机研究[D];华中科技大学;2009年
2 汪忠;基于自供能技术的磁流变阻尼器参数检测系统设计[D];重庆大学;2011年
3 王洋;双定子动铁式直线振荡电机的设计与研究[D];浙江理工大学;2011年
4 李宗立;应用于新能源汽车的电动直线压缩机控制系统的研究[D];南京理工大学;2012年
5 桂良明;动圈式线性压缩机变工况特性研究[D];华北电力大学(河北);2007年
6 刘晓辉;动磁式直线空气压缩机的研发[D];浙江大学;2008年
7 王龙一;线性压缩机RC负载法及其电机损失研究[D];浙江大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 罗青林;1000kV级变压器主绝缘样机结构分析[J];变压器;2001年02期
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3 周鹗;叶炬;蒋全;;开关磁阻电机调速系统整体稳态性能分析方法研究[J];东南大学学报;1993年05期
4 宋书中;共振式直线电机微机控制系统[J];电气传动;1997年04期
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6 陈志刚;永磁磁性传动器驱动扭矩的分析计算[J];江苏理工大学学报;1995年06期
7 刘宏昭,王建平,原大宁,迟凤志,闫瑞河;连铸机振动系统动态性能分析及其谐振现象研究[J];机械工程学报;2002年03期
8 仲顺和;家用制冷业CFC替代技术的进展及前景(一)[J];家用电器科技;2000年02期
9 靳燕平;直线电机瞬态特性的场路耦合分析法[J];科技情报开发与经济;1998年06期
10 李连生,胡建华,束鹏程,王智忠,陈海亮,管明道,李鹄;使用R134a冰箱压缩机加速寿命试验研究[J];流体机械;1996年08期
【相似文献】
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1 胡松鹤;;重力输送辊道的动力学分析[J];汽车工艺与材料;1987年06期
2 孙镇和;自动武器抛壳过程的动力学分析[J];兵工学报;1993年04期
3 雷经发,扈静;基于神经网络的平面五杆可调机构的动力学解析模型[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2005年04期
4 余振延;蔡敢为;王汝贵;;两自由度可控机构输出点轨迹与速度的有限元分析[J];现代制造工程;2005年11期
5 王晓天;高星亮;;大口径机枪结构动力学建模方法研究[J];军械工程学院学报;2005年06期
6 丁左武;曲金玉;任传波;任国军;李鸣;任贵州;;公共汽车制动能量再生系统中的皮囊式液压蓄能器计算与选择[J];轻型汽车技术;2005年Z2期
7 徐轶轲;刘强;;两自由度并联机构动力学分析及其控制补偿策略[J];机械工程师;2006年02期
8 王亮清;孙汉旭;贾庆轩;;球形机器人的圆周运动分析[J];机器人;2007年01期
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10 王莉;周林航;刘红;;基于虚拟技术的弧面分度凸轮机构研究[J];中国制造业信息化;2007年13期
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1 刘昕晖;张杨;;铰接式工程机械车辆转向振摆现象分析[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(上)[C];2007年
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5 韩斌;吴玉龙;封伟;陈镇;;聚氯乙烯热解动力学的研究[A];第六届全国环境催化与环境材料学术会议论文集[C];2009年
6 杨云川;沈志刚;;射流粉碎动力学分析及对粉体颗料形状的影响[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(上册)[C];2001年
7 张喻;陆正刚;;基于磁流变液阻尼器的高速货车转向架动力学性能研究[A];中国铁道学会牵引动力委员会机车动力学及强度学组2008年学术年会——大功率交流传动机车/动车组总体、车体及转向架关键技术研讨会论文集[C];2008年
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9 宋友贵;毛传义;王长兴;;坦克炮塔下座圈动态变形的一种工程计算方法[A];第三届全国结构工程学术会议论文集(上)[C];1994年
10 管仲富;;人的可靠性研究在船舶安全中的应用[A];安全理论与实践[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 内蒙 小健;一款线性化胆缓冲器[N];电子报;2004年
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3 ;ANSYS10.0新功能[N];中国航空报;2005年
4 周童;ANSYS为帆船插上飞翔的翅膀[N];计算机世界;2007年
5 易子;OBV与新股炒作[N];江苏经济报;2002年
6 王书亭;CAE促机电产品研发创新[N];计算机世界;2006年
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10 安世亚太 马骏;新一代混合刚柔多体动力学分析软件RecurDyn[N];中国航空报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
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4 李震;内燃机曲轴-轴承系统摩擦学动力学耦合研究[D];合肥工业大学;2005年
5 牟淑志;无陀螺惯性测量组合仿真及实验研究[D];南京理工大学;2007年
6 孟杰;高速电主轴动力学分析与实验研究[D];重庆大学;2008年
7 杨永刚;6-PRRS并联机器人关键技术的研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
8 贺元成;重载低速传动未级小齿轮自调位装置的研究[D];上海大学;2009年
9 刘淑珍;智能温室气动开窗温度调控系统研究[D];浙江大学;2005年
10 张玉文;冷等离子体氢还原金属氧化物的基础研究[D];上海大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙向军;数码打样工艺参数研究[D];西安理工大学;2008年
2 邹长武;全局拓扑线性化理论的一个推广[D];福州大学;2003年
3 王阳阳;重型汽车双前桥系统运动学和动力学分析[D];合肥工业大学;2005年
4 蒋云飞;铁路提速路基加固振动沉拔桩机的动力学分析与优化设计[D];石家庄铁道学院;2005年
5 侯慧杰;全景环形成像展开算法的研究[D];浙江大学;2006年
6 范秋生;光离子化气体传感器优化设计[D];中北大学;2009年
7 韦继春;双质体振动理论应用的研究及其虚拟样机的优化设计[D];北京化工大学;2004年
8 刘红领;摩托车随机疲劳试验台的运动学与动力学分析[D];东北大学;2005年
9 龚安栋;卫星太阳能帆板的有限元分析[D];国防科学技术大学;2004年
10 张小江;机器人仿真研究及运动学动力学分析[D];吉林大学;2006年
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