柔性Stewart平台的动力学建模与仿真

利用模态综合法描述了柔性支腿的变形，探讨了建模过程中部件模态集的选取原则及正交化处理技术。在此基础上建立了柔性Stewart平台的动力学模型，并仿真分析了支腿柔性对平台系统动力学特性的影响，指出工程应用中支腿的柔性影响可忽略不计。     

八根索系大型射电望远镜馈源舱运动轨迹规划

在新一代大型射电望远镜（LT）的悬索舱体系统中增加了抑制风激振动的下拉结构控制索系。基于系统的非线性静平衡方程，通过最小二乘运算和优化策略，获得了适于伺服电机控制的索系平衡张力和索长。在此基础上，对馈源舱的运动进行了轨迹规则，使得各伺服电机根据规划出的张力和索长收放索来控制馈源舱按照预定的轨迹运动。     

一种挠性航天器的自适应姿态控制与振动控制

挠性航天器三轴姿态控制与振动控制需要处理复杂的姿态运动学耦合、动力学力矩耦合、挠性模态与刚体的动力学耦合,以及在轨航天器挠性附件的参数不确定等问题。基于频带分离方法分别设计了姿态控制器和振动控制器,其中的挠性附件振动对姿态的影响以时变干扰模型进行考虑。利用奇异摄动理论,设计了姿态控制器。该控制器由快速角速度环和慢速角度环两回路组成,采用具有较强抗干扰能力的积分型SDRE（State-Dependent Riccati Equation）控制器进行姿态指令跟踪。对于挠性振动,设计了独立模态控制的正位置反馈（PPF）控制器,通过对一阶控制器参数进行调节,使系统当存在结构不确定或参数变化的情况时仍能较好地收敛,保证了系统的鲁棒性。最后仿真表明了在干扰力矩下姿态的稳定性和振动的快速抑制。     

冗余度大型射电望远镜广义Stewart平台

鉴于新一代大型射电望远镜的悬索舱体系统与Ｓｔｅｗａｒｔ平台机构在工作原理上　的相似性,将悬索舱体系统视为广义Ｓｔｅｗａｒｔ平台。为了消除系统的力奇异性,通过增加冗　余悬索,构造了冗余度大型射电望远镜广义Ｓｔｅｗａｒｔ平台。利用作用于舱体的悬索张力与载　荷之间的Ｊａｃｏｂｉａｎ变换矩阵的行列式与条件数,描述了系统工作空间内力奇异性的特点,以　及冗余驱动力消除系统力奇异性的显著效果。     

结构响应ARMA模型的建立途径与分频段模态参数识别

本文在对机械结构振动响应的时间序列建立ARMA模型前,先对时序进行了去趋势处理和正态性、平稳性检验。由于采用了分频段模态参数识别技术,用自行设计的数字滤波软件将时序滤波,从而降低了模型阶次,减少了计算机时和占用内存,并且提高了对小能量模态的识别精度。建模采用以矩法和最小二乘法相结合的方式,避免了发散,加快了收敛。全套程序在实验室考证和对某雷达结构的应用中均取得了较满意的结果。     

副油箱弹射系统的力学分析与软件协同仿真

完成副油箱弹射系统的力学分析与软件协同仿真。首先,分析某型副油箱弹射机构多体系统的运动和受力,利用SolidWorks和ADAMS软件,建立弹射机构的虚拟样机,进行动力学仿真;进而,对恢复弹簧进行动塑性冲击的理论分析,并利用Ansys和LS-DYNA软件对弹簧进行有预应力的冲击响应仿真。仿真结果表明,弹射机构可以顺利解锁进行弹射工作,弹射速度满足设计要求,与实际机构工作情况吻合;仿真得到的弹簧塑性变形和残余应力的分布规律与实际情况吻合,为弹簧的进一步优化设计工作提供有效的参考依据。     

绳牵引并联机器人完备干涉判定条件推导

为克服以往因干涉分类不清晰、推导不完备而造成的在绳牵引并联机器人干涉计算中所存在的误判和漏判问题,推导包括各类干涉情况的完备判定条件并提出干涉求解策略。在明确干涉分类的基础上,根据绳与绳以及绳与末端执行器边缘之间公垂线垂足位置关系的各种情况,推导绳与绳干涉以及绳与末端执行器边缘干涉的数学判定条件;证明绳与末端执行器面干涉的充分必要条件。在此基础上,提出一种适用于绳牵引并联机器人的干涉求解策略。通过对一个典型的绳牵引并联机器人的干涉问题进行求解与对比分析,表明所导出的完备干涉判定条件可较传统方法更合理地确定干涉区域,从而为更准确地实施绳牵引并联机器人的控制奠定了理论基础。     

配有索系控制结构的大型射电望远镜悬索平衡张力的优化

在新一代大型射电望远镜(LT)的悬索舱体系统中增加了抑制风激振动的结构控制索系。基于系统的非线性静平衡方程,通过最小二乘运算和优化策略,获得了适于伺服电机控制的索系平衡张力。分析结果为进一步得到各索杆单元的静应力,构造结构平衡时的非线性几何刚度矩阵,分析在静平衡初始条件下,结构控制索系对系统风振的抑制效果奠定了基础。     

空间可展开望远镜结构动力优化设计

介绍了某口径为4m的空间可展开望远镜的结构形式,建立了其有限元参数化模型。以系统结构总质量最小为目标函数,以部分待定的结构尺寸为设计变量,以可展开望远镜在收拢和展开两种状态下的动力性能要求为约束函数,建立了空间可展开望远镜的动力优化数学模型。利用遗传算法对该模型进行了优化计算,取得了比较满意的结果,为可展开望远镜的结构设计提供了一组较好的理论参考值。     

基于广义DF法的参数可调二阶滑模抖振特性分析

为研究一类参数可调二阶滑模控制(2-SMC)抖振特性的估算和调节方法,在经典描述函数(DF)法基础上提出了一种广义DF法。通过计算2-SMC的频率无关基波分量,推导其负倒描述函数曲线旋转角与控制参数的关系式,得出系统输出量抖振特性的调节方法;接着利用广义DF法估算复杂非线性环节的抖振特性,并分析其稳定性;最后利用广义DF法分析频率相关基波分量,得到状态变量抖振特性的估算方法。在验证实验中,基于经典和广义DF法的抖振特性估算结果与仿真实验结果吻合,并具有较高的角频率估计精度,表明了抖振特性分析方法的正确性。