柔性航天器的模态综合-混合坐标动力学建模

针对由中心体和柔性附件组成的柔性航天器，采用混合坐标法，通过伪坐标形式的拉格朗日方程，建立了全柔性航天器的混合坐标动力学方程。建模中采用模态综合理论的方法，由航天器结构的弹性正则模态和静变形模态组成的模态集表示结构变形，以便更有效的将结构变形的影响引入到航天器的动力学模型中。文中用由盒形中心体和两帆板组成的假想航天器系统为例，以此系统的有限元动力学模型为基准，比较了采用弹性正则模态和静变形模态的模态综合建模和单纯采用弹性正则模态的常规建模时得到的系统特征频率，表明引入了静变形模态以后，所得到的动力学模型能更好反映柔性航天器的动力学特性。     

柔性两轮自平衡仿人机器人模型分析

用弹簧模仿人的腰椎, 对动力学简化模型进行了线性化处理, 建立状态空间方程对其进行控制, 并从数学角度验证了模型的正确性.     

柔性机械臂动力学建模及非线性控制器设计

针对轴向不伸长的Ｅｕｌｅｒ－Ｂｅｒｎｏｕｌｉ梁，采用假设模态法，根据能量一致性原理，利用变形约束方程的小变形假设条件，对带有末端荷载的柔性机械臂推导出考虑动力刚化影响的柔性机械臂有限维一致线性动力学方程。为实现柔性机械臂关节转角运动轨迹的精确跟踪采用基于输入输出部分线性化的控制方法设计非线生控制器，对该非线性动力学模型进行了解耦并产生理想关节转角运动轨迹的控制输入。     

机器人柔性臂动力学有限元建模方法的研究

动力学建模问题一直是困扰机器人柔性臂研究和应用的一个尚未圆满解决的关键问题。针对上前机器人柔性臂动力学建模的研究和发展状况，重点研究了柔性臂动力学的有限元建模问题，力求建模简单方便有效，以便于进行动力学分析和控制问题的研究。     

大范围运动柔性曲线梁动力学建模方法研究

提出一种拟合模态法进行动力学建模,把大型有限元分析软件计算得出的模态拟合成为多项式的形式,得到曲线梁的近似解析表达式,从而大大简化了建模与计算的过程．以某型号卫星抛面天线为例,验证了方法的可行性与准确型.     

柔性体动力学建模中的过早线性化问题

论述了采用传统动力学建模方法建立空间飞行器柔性附件动力学方程时过早线性化问题,揭示了这种方法建立的动力学方程的缺陷,即失去了一些重的刚柔耦合项,本文采用Ｋａｎｅ方法建立动力学方程的一般公式,并确定了采用传统动力学方法建立动力学方程所失去的项,进一步探讨了工于构件小变形的空间飞行器柔性附件动力学的建模方法。     

单连杆柔性机械壁动力学模模型分析

针对单连杆柔性机械研究了几种不同因素对其动力学响应的影响。分析了假设模态的数目对系统响应的影响,导出了模态截断与系统惯性矩阵的关系。     

柔性多体系统动力学的研究进展与建模方法

随着空间技术和空间应用等领域需求的不断扩大以及机器人技术的发展,使得考虑部件柔性的系统动力学分析的研究备受重视。简述了柔性多体系统动力学的研究进展,讨论了柔性多体系统动力学建模过程中的建模方法、离散化方法以及坐标系的选择,最后总结并展望了柔性多体系统动力学后续要研究的问题。     

可翻转轮式移动机器人特殊运行姿态动力学分析

以轮式移动机器人为研究目标,以适应越野路面及爬坡、翻身等特殊功能需要.给出了可翻转轮式移动机器人的系统构成与设计,重点对爬坡能力及翻转状态动力学进行了分析,给出了影响机器人最大爬坡角的相关因素,根据达朗伯原理,推导出机器人翻转动力学模型,并结合动力驱动能力进行参数对比分析,得出了机器人的倾翻复位条件.通过分析为轮式移动机器人在复杂地理环境下顺利运行,提高机器人适应性提供了理论设计依据.     

多运动状态下移动机器人的动力学建模与分析

通过对关节履带式移动机器人越障过程的运动分析,基于履带车辆行驶力学分析及牛顿-欧拉方程,建立了机器人复合越障运动状态的动力学模型.并以车体的运动为控制目标,分析计算了车体、摆臂的运动变化以及驱动力矩的变化.仿真图形验证了机器人具有良好的运动稳定性,为机器人越障过程的控制奠定了基础.     

两轮自平衡机器人系统建模与模糊自整定PID控制

两轮自平衡机器人系统建模与模糊自整定PID控制针对不稳定、非线性、强耦合的两轮自平衡机器人系统,运用牛顿力学方法建立了转向运动的数学模型.介绍了用模糊控制进行PID参数整定的原理和方法,并用该方法实现对两轮自平衡机器人系统的控制.仿真结果和实际应用均表明,该方法能使系统有更好的快速性和稳定性.     

一种全方位球形机器人的运动学分析

球形机器人是一种非完整系统，它利用电机作为动力输入，通过改变配重重心的位置实现了球形机器人全方位的运动。本文通过球形机器人运动学分析，考虑到运动过程中滑动摩擦等因素对运动的影响，建立了全方位球形机器人动力学模型，为该类机器人的结构与控制系统设计提供了理论依据。     

计及柔性的移动机械手动力学建模现状与展望

针对柔性移动机械手动力学建模的问题,介绍了常见的基于Lagrange方程的方法、Kane方法、旋转代数法和Newton-Euler方法等,对于各种动力学建模的方法进行了分析对比,指出了各种方法的优缺点,揭示了不同建模方法存在的问题.根据不同的应用背景,进一步明确了在考虑系统柔性的前提下,移动机械手动力学建模的关键技术和发展趋势,这对包含柔性体在内的多体系统,尤其是空间多体系统和复杂机构的分析控制有一定的参考价值.     

复杂环境下两轮自平衡机器人稳定控制研究

针对两轮自平衡机器人在控制过程中的抖动现象,采用一种快速跟踪的有限记忆递推最小二乘估计方法,实现系重心偏移角的参数辨识.仿真表明,在参数突然变化时,该方法能快速辨识系统参数.通过增加一个惯导元件,用一个倾角仪A中采集的数据辨识出的偏移角对另一个倾角仪B的零位进行修正,将B采集的数据反馈到控制器中,对机器人实施平衡控制.分析表明,考虑重心偏移的控制策略是一种自适应的控制方法,能有效去除抖动现象,提高两轮自平衡机器人平衡控制的鲁棒性.     

单连杆弹性手臂控制研究

本文用状态反馈方法对单连杆弹性手臂进行了控制实验.控制中依赖的模型由哈密顿原理和模态分析法推出.在单连杆弹性臂的实验装置中,用应变片来检测振动信号,微机作为控制器.实验结果表明:加入反馈控制后,对系统的振动抑制是有效的.     

自主移动机器人的非接触充电模式

自主移动机器人在无人值守的情况下采用非接触供电方式获取电能是合适的。提出了采用最大电流作为判断非接触供电系统是否处于谐振状态的依据。采用固定激励电源频率与动态调节电路无功器件参数相结合的方法进行自适应调谐。激励电源保持较高的固定工作频率,根据最大电流原则,系统自动调节原边和副边电路的补偿电容值,使系统重新回归谐振状态。另外,机器人在充电时,需要较高的定位精度,利用辅助传感器可以减小定位误差,提高供电效率。