收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

混合驱动连杆机构系统动力学建模、优化与控制研究

张珂  
【摘要】:随着科学技术的飞速发展和人类社会的不断进步,人们对现代机构的性能提出了越来越高的要求,尤其是要求机构能具有良好的柔性。混合驱动机构是一种具有良好柔性输出的新型机构,同时采用实时不可控电机(主电机)和实时可控电机(辅助电机)作为其动力源,两种类型的输入运动通过一个多自由度闭环机构合成后产生所需要的输出运动。它是现代机构学理论、传感器技术、微电子学、现代控制理论、计算机和信息科学以及人工智能等多学科交叉融合的产物,是现代机构学发展的重要方向之一。本文在传统机构学理论、现代动力学分析理论、现代控制理论、现代优化理论、统计分析和先进复合材料力学的基础上,以混合驱动五杆机构系统为例,对混合驱动连杆机构系统进行了系统研究。研究成果适用于其它类型混合驱动连杆机构系统。 混合驱动连杆机构系统是一种多自由度、多构件的复杂机构,本文首次采用键合图法对混合驱动五杆机构进行了动力学分析。键合图法以简明的图形方式揭示了机构运动学及动力学特性,可使人们直观地理解组成机构不同类型的元件对机构动态性能的作用,提高了对机构内涵理解的洞察力。机构动力学方程具有规则化的特点,便于计算机自动生成,无需进行机构加速度分析。仿真结果表明,与传统的动力学分析方法相比,大大地提高了动力学分析的效率和可靠性。 混合驱动连杆机构系统是一种高度非线性、强耦合的柔性可控机构,只有从系统的观点出发,才能揭示其自身的真实规律。本文首次提出了基于功率键合图和功率拓扑键图建立混合驱动五杆机构系统全局耦合动力学模型,用统一的方式处理多能域并存的混合驱动系统,以图形方式直观地揭示机构系统不同能域子系统间的相互作用关系,以及各杆件间的运动约束关系、作用力(力矩)间的相互作用关系。仿真结果表明所建立的系统全局动力学模型是正确有效的。与孤立研究各子系统相比,全局耦合动力学模型能更真实地描述系统动力学特性及各子系统之间的耦合带来的影响。 将现代混沌优化算法与MATLAB6.5程序语言的优化工具箱有机地结合,提出了机构非线性优化设计问题的混合优化算法,具有较好的全局搜索能力。在运动学和动力学分析的基础上,基于复合优化算法对混合驱动五杆机构的结构参数进行了运动学、动力学和多目标优化设计。优化结果表明,以运动学、动力学、机构构件尺度敏感性等为目标函数的多目标优化设计,可以使机构获得更佳的综


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 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
2 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
3 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
4 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
5 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
6 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
7 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
8 刘宏伟;赵国志;夏松林;张伟;;飞机网式拦阻系统动力学分析[J];力学与实践;2007年02期
9 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
10 邵金华;何玉林;金鑫;杨兴满;;风力机系统的动力学性能分析[J];机械制造;2007年08期
11 喻萌;;基于ANSYS的输流管道流固耦合特性分析[J];中国舰船研究;2007年05期
12 李恩奇;唐国金;雷勇军;李道奎;;约束层阻尼板动力学问题的传递函数解[J];国防科技大学学报;2008年01期
13 唐善华;陈超;张永林;;冲压式打印机共轭凸轮机构的动力学分析与仿真[J];轻工机械;2008年03期
14 沈亮霓;邹圆刚;刘晓波;;风机叶片裂纹的诊断研究[J];机械设计与制造;2008年06期
15 于洪波;张美麟;;混合驱动用于合模机构的可行性分析[J];机械传动;2008年04期
16 刘安阵;莫易敏;吕俊成;汤春球;;经济型汽车离合器动力学分析[J];机械工程师;2008年09期
17 盛德军;范大鹏;罗护;;一种新型导引头的结构及动力学分析[J];机械设计与制造;2008年11期
18 郑慧敏;刘清才;杨剑;董凌燕;;烟气脱硫中亚硫酸钙的氧化动力学分析[J];重庆工学院学报(自然科学版);2009年01期
19 高清冉;孙海燕;李海洪;周晓亮;;基于虚拟样机的机床设计与仿真研究[J];机械设计;2009年07期
20 李成刚;王化明;朱剑英;;两自由度球面并联机构动力学分析(英文)[J];Transactions of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics;2009年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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
2 王生泽;刘素平;;可控连杆机构动力学分析的一般方法研究[A];第十三届全国机构学学术研讨会论文集[C];2002年
3 李亚强;陈定方;祖巧红;;基于ADAMS的减速器动力学仿真分析[A];湖北省机械工程学会设计与传动学会、武汉机械设计与传动学会2008年学术年会论文集(1)[C];2008年
4 陈建能;赵匀;;机构动力学分析的新方法[A];福建省科协第三届学术年会装备制造业专题学术年会论文集[C];2003年
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
8 王菊英;姜正良;龚延凤;何嘉鹏;;制冷毛细管中气液两相流体动力学分析和计算[A];全国暖通空调制冷1996年学术年会资料集[C];1996年
9 孙晶;朱忠丽;王英伟;葛建军;朴贤卿;张亮;刘景和;;提拉法生长氧化物晶体开裂的动力学分析[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
10 李辉;;混合驱动拉深压力机的性能优化与动力学仿真[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张珂;混合驱动连杆机构系统动力学建模、优化与控制研究[D];东华大学;2005年
2 李卓;粘弹性分数阶导数模型及其在固体发动机上的应用[D];清华大学;2000年
3 赵建明;伊朗国家安全战略的动力学分析(1953-2007)[D];复旦大学;2007年
4 闵海涛;汽车动力总成悬置系统的动特性仿真与主动控制理论研究[D];吉林大学;2004年
5 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
6 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
7 孟杰;高速电主轴动力学分析与实验研究[D];重庆大学;2008年
8 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
9 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
10 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张友林;一种基于向量键合图的机构动力学分析方法及在夹持机构中的应用研究[D];中南大学;2008年
2 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
3 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
4 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
5 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
6 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
7 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
8 连颍;双驴头抽油机的动力学分析与优化设计[D];南京理工大学;2007年
9 何建华;某自行高炮射击稳定性分析[D];南京理工大学;2007年
10 李长航;高速胶印机递纸机构运动力学分析[D];广东工业大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 夏明方;“水旱蝗汤,河南四荒”[N];学习时报;2004年
2 ;ANSYS10.0新功能[N];中国航空报;2005年
3 周童;ANSYS为帆船插上飞翔的翅膀[N];计算机世界;2007年
4 王书亭;CAE促机电产品研发创新[N];计算机世界;2006年
5 本报记者 江其勤;川东北地层研究取得进展[N];中国石化报;2006年
6 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
7 芳伟;我们与国外印机行业的差距在哪里[N];中国包装报;2006年
8 本报记者 刘幼萍;品质是尊严的起点[N];证券时报;2004年
9 记者 金晓玲;沈阳首家平价医院今日开诊[N];辽宁日报;2006年
10 记者 张丽华;中国地质科学院举办汶川地震专题报告会[N];中国矿业报;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978