非线性正则代数微分方程系统的控制

介绍一类非线性正则代数微分方程(DAEs)的反馈控制对奇异代数方程进行一系列代数变换来定义x的基本代数约束,对这些约束进行微分直到得到的方程可以获得代数变量z的解.然后便可获得其状态空间实现,并作为控制器综合的基础.     

4自由度非全对称并联机构的完整雅可比矩阵

少自由度并联机构完整雅可比矩阵为6x6矩阵,包括运动子矩阵和约束子矩阵两部分,由于前者的代数特征不能反映出机构的约束特性,在对此类机构进行运动学分析和几何参数优化设计时,必须建立完整的6x6雅可比矩阵.鉴于此,基于对偶螺旋理论,以4自由度机构2RPS-2UPS为例,给出非全对称少自由度并联机构完整雅可比矩阵的推导方法.首先,根据螺旋理论推导约束支链中的运动螺旋系和反螺旋系,并利用互易积获得约束子矩阵.其次,锁定每个支链中的主动关节,根据螺旋理论计算约束支链和全运动支链中新增反螺旋系,并利用互易积建立运动子矩阵.将约束子矩阵和运动子矩阵联立建立机构完整雅可比矩阵.最后,分析雅可比矩阵的秩,得到2RPS-2UPS并联机构产生奇异位形的条件.     

基于共形几何代数求解(4SPS+SPR)+(2RPS+SPR)串并联机构位置正解

提出将共形几何代数引入至串并联机构位置正解求解过程,以(4SPS+SPR)+(2RPS+SPR)串并联机构为例,首先分别针对上下层并联机构选择合理的运动学参数,基于共形几何代数中基本几何元素的表示方法,对机构中相应球面、平面等共形几何表达式进行求交或对偶运算,得到上下层并联机构动平台顶点的共形几何表达.再结合机构中尺寸、几何约束和内积运算,建立上下层并联机构正向位置解的一元高次方程,进而获得上下层并联机构动平台相对于基平台的位姿.在此基础上,基于共形几何代数中刚体运动变换表达式,得到串并联机构动平台顶点的共形几何表达,进而获得串并联机构的位置正解.该方法避免了传统方法中复杂的消元运算,且分析过程几何直观性较强,在简化串并联机构位置正解几何建模方面表现出巨大优势.     

精确约束二自由度微动角位移机构设计

为了研制面向精密工程的微动角位移机构,采用旋量代数分析了3-HSE和3-HSVR三螺旋角位移机构的自由度和约束模式.分析表明,基于“不共线三点确定一个平面”设计的角位移机构存在欠约束和欠确定运动问题,由此导致机构的位姿和运动具有不确定性.因此,提出了双螺旋式精确约束二自由度角位移机构.这种机构在自然状态下采用六点约束,...     

基于时间谱元法的动态响应优化

机械系统动态响应优化设计有很好的应用前景.动态响应必须满足依赖于时间的微分方程.为了获得最优解且满足与时间有关的约束,要求获得整个时间上的响应.研究基于时间谱元法的系统动态响应设计.深入探讨在时间域内离散动态响应,将运动微分方程组转化成代数方程组,精确解出瞬态响应,用高斯罗巴托勒让德(Gauss-Lobatto-Legendre,GLL)点法和关键点法处理时间约束.以最简单的多自由度动力学设计问题--2自由度弹簧减振器设计为例,引入人工设计变量,详细分析两种处理约束方法的优缺点,也说明此方法的正确性.这些内容可为进一步研究机械零部件的动态优化设计问题以及动载荷弹性分布参数系统的优化设计奠定基础,比如在固定端承受振动输入的矩形变截面梁的动态优化设计,在不同边界条件下承受垂直平面均布瞬态动载荷作用的弹性梁的动态优化设计等.     

基于位移子群分析的3自由度移动并联机构型综合

应用李群和李代数理论对3自由度并联移动机构型综合进行了系统的分析,给出了表示位移子群T和X(w)的李子代数的运动螺旋系,然后对运动螺旋系中的旋量进行线性组合,得到了可以生成位移子群X(w)的几种分支运动链,再根据多个位移子群X(w)的交集为位移子群T的几何条件,最后综合出数种3自由度移动并联机构,从李群和李代数理论验证了以前以结构约束法得到的型综合结果。     

一种优化的RSA数字图象加密算法与安全性分析

在使用RSA数字图像加密过程中,第三方容易获得加密系统的代数信息,破译加密密文.针对信息安全和数字图像的特点,这里介绍一种优化的RSA数字图象加密算法,对RSA体制先加载随机预言模型后进行图像加密,强化密文淡化代数性质.运用这种加密技术,可以大大提高数字图像在信道中传输的安全性,在现代数字通信系统和电子商业中具有很大的实用价值和广阔的应用前景.     

ADAMS约束问题讨论

机构存在冗余约束时,ADAMS会在计算时自动解除一些约束,从而使被解除约束的自由度上不会计算构件间的作用力.冗余约束应在进行动力学分析前被手动解除,以获得更精确的结果数据.     

基于可拓理论的数据挖掘在水轮机方案设计中的应用

针对大型水轮机方案设计复杂性的特点,建立了面向知识重用的有约束的基元可拓集,并基于基元的可拓性和可拓变换.探讨了基于可拓集合方法的数据挖掘技术实现;提出了一种改进的FP-growth关联规则算法对有约束的基元可拓集进行关联规则挖掘,并利用基元的相关性和蕴含性对已获得的关联规则进行拓展,获得更多有价值的知识.最后.通过大型水轮机选型方案设计实例进行了说明.     

微创条件约束下内窥镜操作机器人运动学

研究基于微创条件约束下具有被动式手腕结构机器人运动学,不但可使医生获取同开放式手术中相同的笛卡尔控制方式,而且为机器人系统控制算法研究及轨迹规划奠定了基础.以自行研制的内窥镜操作机器人为例,结合微创手术特殊的应用环境,对机器人运动学进行研究.考虑人体切口处隔肌厚度和病人呼吸等因素对内窥镜插入点位置的影响,给出内窥镜插入点的确定方法.采用几何及矢量代数方法给出机器人位置正逆运动学解析解公式,采用矢量积法求解机器人速度正运动学,基于微创条件约束给出机器人速度逆运动学.为了验证机器人运动学求解的有效性,对内窥镜插入运动及内窥镜绕插入点旋转运动两种典型运动进行试验,应用试验数据对算法进行分析验证,结果显示了运动学算法的有效性.