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连续介质分析动力学及其应用 预览
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作者 梁立孚 郭庆勇 宋海燕 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期514-541,共28页
综述了国内和国外学者研究连续介质分析动力学问题的进展,阐明了本文主要论述将Lagrange方程应用于连续介质动力学的问题.论文采用Lagrange-Hamilton体系,分别论述了非保守非线性弹性动力学、不可压缩黏性流体动力学、黏弹性动力学、热... 综述了国内和国外学者研究连续介质分析动力学问题的进展,阐明了本文主要论述将Lagrange方程应用于连续介质动力学的问题.论文采用Lagrange-Hamilton体系,分别论述了非保守非线性弹性动力学、不可压缩黏性流体动力学、黏弹性动力学、热弹性动力学、刚–弹耦合动力学和刚–液耦合动力学的Lagrange方程及其应用.论述了应用Lagrange方程建立有限元计算模型的问题.最后,展望了将Lagrange方程应用于连续介质动力学问题的研究前景. 展开更多
关键词 连续介质分析动力学 LAGRANGE方程 HAMILTON原理 Lagrange-Hamilton体系
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串并混联四足仿生机器人动力学建模与分析 预览
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作者 王晓磊 金振林 +1 位作者 李晓丹 刘祥 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期401-412,共12页
对一种可快速行走、承载能力大及侧向解耦较好的串并混联四足仿生机器人进行动力学建模与分析。阐述了腿部机构的布局,进行了运动学分析,建立了具有显式的线速度雅可比矩阵,并推导了各构件的速度与末端线速度的显式表达式。采用 Lagran... 对一种可快速行走、承载能力大及侧向解耦较好的串并混联四足仿生机器人进行动力学建模与分析。阐述了腿部机构的布局,进行了运动学分析,建立了具有显式的线速度雅可比矩阵,并推导了各构件的速度与末端线速度的显式表达式。采用 Lagrange 方程建立了显式的腿部机构动力学方程,推导了腿部机构的逆动力学方程。通过实例对腿部机构的逆动力学方程进行验证,分析了步长对驱动液压缸最大输出力的影响规律;依据逆动力学方程建立了仿生机器人的移动能耗性能指标,并对仿生机器人的移动能耗进行了分析。实例与分析表明,动力学方程理论推导正确;在腿部足端着地的瞬间各驱动液压缸产生最大输出力,与抬腿高度无关;在直线行走和侧向行走时,随着步长的增加,液压缸输出力单调增大;在腿部机构侧向行走时,3 个驱动缸中侧摆缸输出力最大。 展开更多
关键词 串并混联机械腿 动力学分析 能耗性能指标 四足仿生机器人 LAGRANGE方程
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新型两挡变速器设计与动力学建模 预览
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作者 李耀刚 张硕 +3 位作者 杨珏 龙海洋 刘畅 谭森起 《机械传动》 北大核心 2019年第3期41-47,共7页
传统电动汽车采用结构简单的单级减速器越来越不能满足电动汽车对传动效率的要求,因此需要向电动汽车引入两挡或多挡变速器来提升整个动力总成的效率。提出了一种新型电动汽车两挡变速器,它由楔形换挡机构和行星轮系组成,可实现无动力... 传统电动汽车采用结构简单的单级减速器越来越不能满足电动汽车对传动效率的要求,因此需要向电动汽车引入两挡或多挡变速器来提升整个动力总成的效率。提出了一种新型电动汽车两挡变速器,它由楔形换挡机构和行星轮系组成,可实现无动力冲击的高效换挡。此外,介绍了变速器的基本结构和工作原理,应用Lagrange法对变速器各个组成进行了动力学建模分析,建立了二自由度Lagrange方程,并且搭建了基于MATLAB/Simulink的换挡过程模型,对换挡过程进行了分析,验证了数学模型的准确性。为同类型变速器的动力学建模和换挡品质优化研究提供了一定依据。 展开更多
关键词 电动汽车 两挡变速器 行星轮系 LAGRANGE方程 动力学建模
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海市蜃楼形成的理论分析与实验模拟再现 预览
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作者 黄思俞 许艳秋 +2 位作者 王宗箎 郑冬梅 肖波齐 《物理实验》 2019年第6期23-26,共4页
分别根据费马原理和光学拉格朗日方程进行了理论推导,得到了自然界里出现的上现蜃景海市蜃楼现象,光线在大气中传输的轨迹方程.两种方法得到的方程所描绘的都是一系列向上凸的曲线,以利用分层折射率的分析方法得到的曲线相似,解释了上... 分别根据费马原理和光学拉格朗日方程进行了理论推导,得到了自然界里出现的上现蜃景海市蜃楼现象,光线在大气中传输的轨迹方程.两种方法得到的方程所描绘的都是一系列向上凸的曲线,以利用分层折射率的分析方法得到的曲线相似,解释了上现蜃景海市蜃楼的形成原因.利用浓液法对海市蜃楼中的上现蜃景进行了实验模拟再现.实验过程中采用了“纱网框上浮法”注入清水,成功配制了折射率随高度均匀梯度变化的NaCl水溶液,穿过浓液的激光光路和理论轨迹方程曲线相似,观察到了实景物清晰稳定的上现蜃景像. 展开更多
关键词 上现蜃景 弗马原理 光学拉格朗日方程
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基于质量调谐技术的自旋弹丸姿态控制 预览
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作者 杨星 王唯 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2019年第7期94-98,137共6页
针对自旋弹丸的主轴由于重力诱使弹道弯曲,在飞行过程中偏离初始自旋方向的问题,提出了一种参考质量调谐技术的弹丸姿态控制方案,在弹丸内部添加一个与弹丸质心固联重合的质量子系统。基于哈密尔顿力学原理,通过推导拉格朗日方程建立了... 针对自旋弹丸的主轴由于重力诱使弹道弯曲,在飞行过程中偏离初始自旋方向的问题,提出了一种参考质量调谐技术的弹丸姿态控制方案,在弹丸内部添加一个与弹丸质心固联重合的质量子系统。基于哈密尔顿力学原理,通过推导拉格朗日方程建立了包含质量子系统的动力学模型。基于H∞控制方法,推导局部线化姿态运动方程,将非线性问题转化为LMI,利用Matlab进行数值仿真。结果表明,通过添加控制器有效实现了弹丸姿态的控制,证明了方法的有效性。 展开更多
关键词 动力学 姿态控制 拉格朗日方程 H∞控制 质量调谐
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门式起重机小车的动力学分析与建模 预览
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作者 江本赤 高洪 +1 位作者 王建彬 朱家旺 《新乡学院学报》 2019年第6期47-50,共4页
为了提高门式起重机的工作效率,保障门式起重机的工作安全,分析了门式起重机中小车的运动状态,利用拉格朗日方程建立了由小车和吊重组成的动力系统的非线性数学模型,对该模型进行了线性化处理,获得了该模型的状态方程。
关键词 门式起重机 非线性数学模型 拉格朗日方程
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3T各向同性并联机构的弹性动力学建模与特性分析 预览
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作者 张洪 李盼盼 王通德 《机械传动》 北大核心 2019年第5期134-140,共7页
为了提升并联机构的运动精度,研究并总结了3T各向同性并联机构在运动过程中由支链产生的柔性变形对其运动轨迹的影响。首先,根据该并联机构的结构分析了其运动学特性。其次,利用空间梁单元的弹性动力学模型、拉格朗日方程、有限元理论... 为了提升并联机构的运动精度,研究并总结了3T各向同性并联机构在运动过程中由支链产生的柔性变形对其运动轨迹的影响。首先,根据该并联机构的结构分析了其运动学特性。其次,利用空间梁单元的弹性动力学模型、拉格朗日方程、有限元理论以及各条支链的运动学和动力学的约束,对3条支链都在柔性变形情况下建立其弹性动力学方程,并基于Newmark方法进行求解。最后,联立ANSYS与ADAMS软件对该并联机构进行弹性动力学仿真。通过理论计算值与机构模型仿真值的对比,发现3条支链在柔性变形条件下对3T并联机构的运动特性产生了重要的影响,进一步证明了该并联机构弹性动力学模型的可靠性,为其以后的研究与应用提供了重要的理论基础。 展开更多
关键词 3T并联机构 柔性变形 拉格朗日方程 有限元 弹性动力学 Newmark方法
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2(3PUS+S)并联机构驱动部件振动模型分析 预览
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作者 康彬 程刚 +1 位作者 乔智 郭锋 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第12期144-151,共8页
为了改善一种新型的2(3PUS+S)并联机构的驱动部件对整个并联机构运动稳定性的影响,对该并联机构的驱动部件振动模型进行了深入的分析。先通过混合法建立驱动部件的轴向振动模型和扭转振动模型,再通过拉格朗日方程法得到扭转和轴向振动... 为了改善一种新型的2(3PUS+S)并联机构的驱动部件对整个并联机构运动稳定性的影响,对该并联机构的驱动部件振动模型进行了深入的分析。先通过混合法建立驱动部件的轴向振动模型和扭转振动模型,再通过拉格朗日方程法得到扭转和轴向振动模型的固有频率和振型,然后将数据导入MATLAB软件中进行编程计算、数值模拟仿真。结果表明:轴向振动固有频率随着滑块的位置升高而减少,对于扭转振动固有频率,低阶固有频率随着滑块的位置升高而增加,高阶固有频率则呈现和轴向振动固有频率相似的规律。可见通过对驱动部件振动模型的分析,对提高整个并联机构运动稳定性具有指导性意义。 展开更多
关键词 2(3PUS+S)并联机构 驱动部件 混合法 振动模型建模 拉格朗日方程
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Research on optimal drive joints configuration of a rolling robot of closed fivebow-shaped-bar linkage 预览
9
作者 Zeng Xiangkuo 《石化技术》 CAS 2019年第6期88-88,256共2页
The relationship between the stability and the configuration of the driving joint was studied as a measure to improve the stability of robot.The Lagrange dynamic equation of the robot was established.According to the ... The relationship between the stability and the configuration of the driving joint was studied as a measure to improve the stability of robot.The Lagrange dynamic equation of the robot was established.According to the principle of virtual work,the least squares solution of each joint torque was obtained.The relationship between the stability of the robot and the configuration of the driving joint is obtained by the sum of the norms of the joint torque.Finally,numerical simulations verify the correctness of the theory. 展开更多
关键词 CLOSED five-bow-shaped-bar parallel mechanism Lagrange equation DRIVE JOINTS CONFIGURATION
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Discrete Fractional Lagrange Equations of Nonconservative Systems 预览
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作者 SONG Chuanjing ZHANG Yi 《南京航空航天大学学报:英文版》 EI CSCD 2019年第1期175-180,共6页
In order to study discrete nonconservative system,Hamilton’s principle within fractional difference operators of Riemann-Liouville type is given. Discrete Lagrange equations of the nonconservative system as well as t... In order to study discrete nonconservative system,Hamilton’s principle within fractional difference operators of Riemann-Liouville type is given. Discrete Lagrange equations of the nonconservative system as well as the nonconservative system with dynamic constraint are established within fractional difference operators of Riemann- Liouville type from the view of time scales. Firstly,time scale calculus and fractional calculus are reviewed. Secondly,with the help of the properties of time scale calculus,discrete Lagrange equation of the nonconservative system within fractional difference operators of Riemann-Liouville type is presented. Thirdly,using the Lagrange multipliers,discrete Lagrange equation of the nonconservative system with dynamic constraint is also established. Then two special cases are discussed. Finally,two examples are devoted to illustrate the results. 展开更多
关键词 DISCRETE LAGRANGE equation time scale FRACTIONAL DIFFERENCE OPERATOR NONCONSERVATIVE system
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基于天津波下的干摩擦板调谐质量减震系统性能研究
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作者 闫亚汐 陈博文 刘琦 《空间结构》 CSCD 北大核心 2019年第1期55-59,共5页
从理论上分析了干摩擦板调谐质量系统减震性能,根据拉格朗日方程导出在结构顶端设置减震系统的动力反应计算公式.分析与计算结果表明:设置质量调谐系统之后,楼层位移、层间位移和楼层加速度均有所减小.对文中算例,当接触面滑动摩擦系数... 从理论上分析了干摩擦板调谐质量系统减震性能,根据拉格朗日方程导出在结构顶端设置减震系统的动力反应计算公式.分析与计算结果表明:设置质量调谐系统之后,楼层位移、层间位移和楼层加速度均有所减小.对文中算例,当接触面滑动摩擦系数为0.03、弹簧系数为20000kN/m、阻尼系数为3000 kN/m·s、调谐质量为楼层质量的1.0倍时,干摩擦板调谐质量系统具有较好的减震效果. 展开更多
关键词 减震系统 干摩擦板 拉格朗日方程 层间位移
一种柔性多体动力学建模方法及其工程应用 预览
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作者 葛东明 史纪鑫 +1 位作者 邓润然 范晶岩 《航天器环境工程》 2019年第4期323-329,共7页
针对具有多轴天线驱动、机械臂运动、空间站舱段转位等多体运动特征的航天器,提出了一种基于浮动基座和树形拓扑结构的柔性多体动力学建模方法,用于计算机建模和与控制系统联合仿真.基于拉格朗日方程和有限元方法所建立的动力学方程考... 针对具有多轴天线驱动、机械臂运动、空间站舱段转位等多体运动特征的航天器,提出了一种基于浮动基座和树形拓扑结构的柔性多体动力学建模方法,用于计算机建模和与控制系统联合仿真.基于拉格朗日方程和有限元方法所建立的动力学方程考虑了大角度刚体相对转动、弹性部件振动、柔性关节变形特性.将此建模方法程序化并应用于工程实际,可解决此类航天器复杂的机构运动与弹性振动的耦合动力学建模问题,实现完全自主的动力学建模、模型代码输出和控制联合仿真功能,为此类航天器的动力学特性分析及其控制系统设计与系统级仿真验证服务.结合带多轴驱动天线和大型柔性天线的整星对象,采用该方法建模并就系统频率、频率响应、时间响应与商业柔性多体软件Adams进行对比,结果显示二者一致性良好,验证了该建模方法及其软件实现的正确性和通用性. 展开更多
关键词 航天器 柔性多体动力学 动力学建模 系统级仿真 拉格朗日方程 有限元法 ADAMS软件
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全向移动操作臂动力学建模与实验分析 预览
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作者 张洪 曾裕民 王通德 《机械传动》 北大核心 2019年第6期64-69,共6页
为了提高全向移动操作臂的控制精度,建立其运动学模型与动力学模型。首先,根据Mecanum轮的特性建立全向移动平台运动学模型,根据DH法则推导5自由度操作臂的运动学方程,并将操作臂基坐标与移动平台质心合而为一,推导出统一运动学方程;然... 为了提高全向移动操作臂的控制精度,建立其运动学模型与动力学模型。首先,根据Mecanum轮的特性建立全向移动平台运动学模型,根据DH法则推导5自由度操作臂的运动学方程,并将操作臂基坐标与移动平台质心合而为一,推导出统一运动学方程;然后,在统一运动学模型的基础上,运用第二类拉格朗日方程,考虑移动平台和操作臂之间的耦合关系,考虑能量耗散问题,建立全向移动操作臂统一动力学模型;最后,依据设计搭建实验样机,并采用两种不同的转矩间接测量方法,在样机以不同运动方式情况下测量实时转矩,将之与由动力学方程算得的转矩计算值对比。结果表明,所建动力学模型正确可靠,为以后的运动控制提供了理论基础。 展开更多
关键词 MECANUM轮 移动操作臂 拉格朗日方程 转矩测量
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行星轮式爬楼梯轮椅的设计与分析 预览
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作者 章玮滨 唐炜 《机械传动》 北大核心 2019年第8期103-106,115共5页
针对老年人和身体残障人士安全地爬楼和在地面上高效移动的需求,设计了一种行星轮式电动爬楼梯轮椅,详细介绍了该轮椅机构组成、控制系统及其功能特点。通过建立基于拉格朗日方程的行星轮组动态模型,研究了不同等效转矩下行星轮组的角... 针对老年人和身体残障人士安全地爬楼和在地面上高效移动的需求,设计了一种行星轮式电动爬楼梯轮椅,详细介绍了该轮椅机构组成、控制系统及其功能特点。通过建立基于拉格朗日方程的行星轮组动态模型,研究了不同等效转矩下行星轮组的角加速度曲线,详细分析了轮椅在爬楼梯过程中的稳定裕度。研究表明,防倾翻支架能有效地提高轮椅爬楼的稳定性。该行星轮式爬楼梯轮椅能够安全有效地帮助老年人和身体残障人士,满足日常出行与攀爬楼梯的实际需求。 展开更多
关键词 行星轮 电动轮椅 拉格朗日方程 稳定裕度
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全方位移动机器人动力学研究 预览
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作者 张燕超 崔吉 《机械》 2019年第3期18-21,63共5页
动力学是全方位移动机器人运动控制和导航定位研究的基础,但建立精确动力学模型较为困难。以四轮正交驱动全方位移动机器人为研究对象,探讨拉格朗日法求解移动机器人动力学模型可靠性,通过MATLAB/Simulink仿真和在实验室环境下样机测试... 动力学是全方位移动机器人运动控制和导航定位研究的基础,但建立精确动力学模型较为困难。以四轮正交驱动全方位移动机器人为研究对象,探讨拉格朗日法求解移动机器人动力学模型可靠性,通过MATLAB/Simulink仿真和在实验室环境下样机测试来分析驱动力矩和机器人速度、加速度运行参数关系,进而验证该方法的正确性。从仿真曲线和实验数据可分析出机器人运动特性与机械结构关系,可为其他形式移动机器人的动力学研究提供参考。 展开更多
关键词 全方位移动机器人 动力学 MATLAB仿真 拉格朗日方程
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一种五轴联动混联机床的性能分析 预览
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作者 覃才友 黄娟 李小汝 《机械传动》 北大核心 2019年第2期122-128,共7页
混联机床是串、并联机构以及机器人技术的结合,兼顾了各自优点,已越来越多地应用于复杂工件的加工中。提出一种可完成五轴联动的混联机床,同时分析该机床加工过程的实现及原理;基于并联模块中杆长约束条件,构建加工过程中的运动学模型;... 混联机床是串、并联机构以及机器人技术的结合,兼顾了各自优点,已越来越多地应用于复杂工件的加工中。提出一种可完成五轴联动的混联机床,同时分析该机床加工过程的实现及原理;基于并联模块中杆长约束条件,构建加工过程中的运动学模型;并利用速度投影,求解出并联模块雅可比矩阵;结合拉格朗日方程以及雅可比矩阵,建立机床动力学模型。最后结合Matlab对理论分析结果进行数值计算,并在已知机床切削量的情况下,求解机床驱动端位移、速度以及驱动力输入情况;结合运动学结果,对机床工作空间进行了分析。结果表明,该混联机床具有良好的运动学、动力学以及大范围工作空间等性能,并能满足复杂零部件的加工,也为混联机床的开发和研究提供理论依据。 展开更多
关键词 混联机床 并联模块 雅可比矩阵 拉格朗日方程
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Dynamics and Proportional-derivative Control of 3-link Planar Manipulator 预览
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作者 MUHAMMAD Adeel 《国际设备工程与管理:英文版》 2019年第1期1-9,共9页
In this paper,an effective dynamic equation of a three link manipulator for a control purpose has been dealt with by the Euler-Lagrange method.The structural properties of the derived dynamic equation were proved so t... In this paper,an effective dynamic equation of a three link manipulator for a control purpose has been dealt with by the Euler-Lagrange method.The structural properties of the derived dynamic equation were proved so that the vast control strategies developed for the serial counterparts can be easily extended for controlling the three link manipulator.In addition,it is illustrated how to design a PD controller for the robot manipulator by making use of computed torque method strategy to develop our controller.Simulation results are included in order to depict the performance of the controller. 展开更多
关键词 ROBOTIC MANIPULATOR dynamic modeling PD CONTROLLER EULER-LAGRANGE equation
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2-DOF绳索驱动并联机构轨迹跟踪控制
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作者 姜雷杰 高丙团 +1 位作者 刘传德 朱振宇 《控制与决策》 EI CSCD 北大核心 2019年第5期1103-1108,共6页
基于PD控制和前馈控制方法,对2-DOF的绳索驱动并联机构的空间运动控制问题进行研究.首先,基于拉格朗日方程建立系统的空间运动数学模型.为了保证所有绳索在机构的工作空间范围内始终处于张紧状态,绳索内力原则被应用于所提的控制方法中... 基于PD控制和前馈控制方法,对2-DOF的绳索驱动并联机构的空间运动控制问题进行研究.首先,基于拉格朗日方程建立系统的空间运动数学模型.为了保证所有绳索在机构的工作空间范围内始终处于张紧状态,绳索内力原则被应用于所提的控制方法中.然后,基于李雅普诺夫稳定性理论,给出闭环系统的稳定性证明.最后,为了检验所提控制策略的正确性,给出仿真和实验结果.仿真和实验结果的近似一致性证明了所提控制策略的有效性和合理性. 展开更多
关键词 绳索驱动 拉格朗日方程 PD控制 前馈控制 轨迹跟踪
Lagrange方程应用于流体动力学 预览 被引量:1
19
作者 梁立孚 周平 《哈尔滨工程大学学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期33-39,共7页
如何将Lagrange方程应用于流体动力学的问题是一个理论研究的难题。按照从变分学的基本理论研究做起的思想,本文应用变导的概念和运算法则,通过研究Lagrange方程中求导的性质,逐步地将Lagrange方程应用于理想流体动力学。按照从变分学... 如何将Lagrange方程应用于流体动力学的问题是一个理论研究的难题。按照从变分学的基本理论研究做起的思想,本文应用变导的概念和运算法则,通过研究Lagrange方程中求导的性质,逐步地将Lagrange方程应用于理想流体动力学。按照从变分学的基本理论研究做起的思想,本文应用Lagrange-Hamilton体系,即非保守系统的Lagrange方程是非保守系统的Hamilton型拟变分原理的拟驻值条件,由不可压缩黏性流体动力学的Hamilton型拟变分原理推导出不可压缩黏性流体动力学的Lagrange方程,进而应用不可压缩黏性流体动力学的Lagrange方程推导出不可压缩黏性流体动力学的控制方程。探讨将Lagrange方程应用于可压缩黏性流体动力学问题中,推导出可压缩黏性流体动力学的控制方程。本文解决了如何将Lagrange方程应用于流体动力学的问题。 展开更多
关键词 LAGRANGE方程 Lagrange-Hamilton体系 变导 理想流体动力学 黏性流体动力学
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基于Lagrange方程的长钢轨扣件回收机构动力学分析 预览
20
作者 陈水胜 吴博 +1 位作者 鄢建明 胡伟明 《铁道科学与工程学报》 CSCD 北大核心 2018年第10期2677-2684,共8页
针对一种长钢轨扣件回收机构的驱动特性研究,通过对其运动过程的势能变化分析,结合机构结构与驱动参数的关系,运用Lagrange方程求出驱动参数的显式解。结合机构的运动特性,应用Matlab对该机构进行动力学仿真,得出机构的动力特性曲线。... 针对一种长钢轨扣件回收机构的驱动特性研究,通过对其运动过程的势能变化分析,结合机构结构与驱动参数的关系,运用Lagrange方程求出驱动参数的显式解。结合机构的运动特性,应用Matlab对该机构进行动力学仿真,得出机构的动力特性曲线。为进一步研究在一定牵引功率下等效驱动连杆最佳的动力输出情况,分析不同结构下驱动力、驱动转矩的变化差异,得到结构变化对于机构动力的影响规律。研究结果表明:得到的动力变化曲线与实际作业工况相近。对类似机构动力特性的深入分析和结构优化设计具有重要的参考价值。 展开更多
关键词 机构 驱动 LAGRANGE方程 动力特性 结构优化
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