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非惯性系下鳗鱼机器人动力学建模与仿真 预览
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作者 张安翻 李斌 +1 位作者 王明辉 常建 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2019年第1期15-22,共8页
在惯性系下得到的鳗鱼机器人的动力学方程由于耦合度高、非线性强而不利于控制器的设计。本文受自主水下航行器(AUV)基于体坐标系的模型表示法的启发,定义了一个与鳗鱼机器人运动方向一致的非惯性系。在该非惯性系下,利用科里奥利定理... 在惯性系下得到的鳗鱼机器人的动力学方程由于耦合度高、非线性强而不利于控制器的设计。本文受自主水下航行器(AUV)基于体坐标系的模型表示法的启发,定义了一个与鳗鱼机器人运动方向一致的非惯性系。在该非惯性系下,利用科里奥利定理获得鳗鱼机器人的二维运动学模型,并利用改进的牛顿第二定律和力矩平衡原理获得水下二维鳗鱼机器人在非惯性系下的动力学模型。该模型是解析的,可直接获得切向速度子动力学,更适合于基于模型的现代控制方案,与精确模型相比,其通过方向角参数解耦实现了模型的简化。最后,对一个9模块的机器人系统进行了数值仿真,并与已有的精确模型进行了对比分析,发现所建立简化模型和精确模型的几乎重合,从而验证了所建立简化模型的准确性。 展开更多
关键词 鳗鱼机器人 牛顿-欧拉建模法 非惯性系 动力学模型
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基于迭代学习控制的鳗鱼机器人切向速度跟踪控制 被引量:1
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作者 张安翻 马书根 +2 位作者 李斌 王明辉 常健 《机器人》 CSCD 北大核心 2018年第6期769-778,共10页
鳗鱼机器人的动力学模型非线性强、高度欠驱动,导致多关节鳗鱼机器人的切向速度跟踪控制极具挑战.本文采用P型迭代学习控制与步态生成器相结合的方法对多关节鳗鱼机器人的切向速度进行跟踪控制.首先,采用解析牛顿―欧拉法建立非惯性系... 鳗鱼机器人的动力学模型非线性强、高度欠驱动,导致多关节鳗鱼机器人的切向速度跟踪控制极具挑战.本文采用P型迭代学习控制与步态生成器相结合的方法对多关节鳗鱼机器人的切向速度进行跟踪控制.首先,采用解析牛顿―欧拉法建立非惯性系下的鳗鱼机器人动力学模型,直接获得切向速度子动力学模型;然后,利用带饱和函数的P型迭代学习控制器控制步态参数,并且利用复合能量函数和切向速度子动力学模型分析该控制器的收敛性,得到切向速度跟踪误差的收敛条件;最后,提出鳗鱼机器人的运动控制框架,并对多模块的鳗鱼机器人进行仿真和实验.实验结果表明,实际的切向速度随着迭代次数的增加而逐渐跟踪上了期望的切向速度,故而验证了鳗鱼机器人切向速度跟踪控制器的有效性. 展开更多
关键词 鳗鱼机器人 牛顿―欧拉建模 非惯性系 迭代学习控制 切向速度控制
考虑关节摩擦的3SPS+1PS并联机构显式动力学建模研究 预览 被引量:4
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作者 山显雷 程刚 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期28-35,共8页
显式动力学模型是并联机构控制器设计的基础,由于并联机构的闭环结构特点,导致其显式动力学建模过程通常比较复杂。为了避免动力学建模过程中繁琐的求导过程,考虑关节摩擦并基于牛顿-欧拉法对3SPS+1PS并联机构的显示动力学模型进行了... 显式动力学模型是并联机构控制器设计的基础,由于并联机构的闭环结构特点,导致其显式动力学建模过程通常比较复杂。为了避免动力学建模过程中繁琐的求导过程,考虑关节摩擦并基于牛顿-欧拉法对3SPS+1PS并联机构的显示动力学模型进行了研究。在并联机构运动学及受力分析的基础上,建立其具有一般形式的动力学模型,选取动平台上球铰链所在位置点的运动学参数作为中间变量,并将其表示为各运动参数的函数,通过参数替换,最终得到包含人工髋关节、推力球轴承、球铰链及电动缸等处摩擦且具有显式形式的动力学模型。将所建立并联机构动力学模型的数值仿真结果与实测结果进行对比分析,验证了所建立模型的有效性。得到的动力学模型可用于并联机构的动力学控制器设计及摩擦补偿控制研究,所使用的方法同样适用于其他构型并联机构的显式动力学建模。 展开更多
关键词 3SPS+1PS并联机构 牛顿-欧拉法 显式动力学建模 摩擦建模
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串联机械臂的设计与仿真 预览 被引量:2
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作者 陈锡伍 袁亮 吴金强 《机床与液压》 北大核心 2015年第9期24-27,共4页
提出了一种新的服务机械臂构型设计方法,该方法研究了人的手臂运动形式,并进行了仿形。建立了数学模型,运用牛顿-欧拉方法进行了动力学分析,从而选择了电机和减速器;利用UG三维造型技术对机械臂进行具体设计,包括利用UG设计机械臂机构... 提出了一种新的服务机械臂构型设计方法,该方法研究了人的手臂运动形式,并进行了仿形。建立了数学模型,运用牛顿-欧拉方法进行了动力学分析,从而选择了电机和减速器;利用UG三维造型技术对机械臂进行具体设计,包括利用UG设计机械臂机构、优化机械臂结构等;利用ADAMS和ANSYS进行了仿真分析。结果表明:所设计的机械臂保证了轻量化的同时能够满足强度和刚度的要求。 展开更多
关键词 仿形 机械臂 牛顿-欧拉算法 三维建模 轻量化
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六自由度摇摆台动力学建模与分析 预览
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作者 谢国庆 艾艳辉 郭欣欣 《流体传动与控制》 2015年第1期29-31,共3页
根据六自由度摇摆台的机构学原理,采用牛顿欧拉法建立了摇摆台的系统动力学模型,完成了动力学的建模与分析,然后运用Matlab软件对上述动力学模型进行编程计算,最后运用所建立的动力学模型对实际摇摆台各液压缸的出力进行了仿真,得到了... 根据六自由度摇摆台的机构学原理,采用牛顿欧拉法建立了摇摆台的系统动力学模型,完成了动力学的建模与分析,然后运用Matlab软件对上述动力学模型进行编程计算,最后运用所建立的动力学模型对实际摇摆台各液压缸的出力进行了仿真,得到了运动平台以不同姿态运动时各液压缸的受力情况,为摇摆台的结构参数优化及动态分析提供了基础。 展开更多
关键词 六自由度摇摆台 动力学 牛顿欧拉法 建模分析
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航空摄影惯性稳定平台框架动力学研究与分析 被引量:4
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作者 周向阳 李建平 刘炜 《测绘科学》 CSCD 北大核心 2013年第3期24-27,共4页
本文针对航空摄影惯性稳定平台高控制精度的要求,采用Newton.Euler法建立了考虑动基座效应的三轴惯性稳定平台三框架动力学模型;根据建立的模型,利用Simulink软件分别对周期扰动下3个框架的耦合效应进行了仿真分析。结果表明:当基... 本文针对航空摄影惯性稳定平台高控制精度的要求,采用Newton.Euler法建立了考虑动基座效应的三轴惯性稳定平台三框架动力学模型;根据建立的模型,利用Simulink软件分别对周期扰动下3个框架的耦合效应进行了仿真分析。结果表明:当基座发生角运动时,横滚框所受耦合力矩最大,其次是俯仰框,而方位框没有耦合;当转速较低时,框架之间相互耦合影响较小,对系统稳定精度无显著影响,在控制器设计时可以忽略。 展开更多
关键词 惯性稳定平台 NewtonEuler 动力学建模 耦合
Rotorcraft with a 3DOF Rigid Manipulator:Quaternion-based Modeling and Real-time Control Tolerant to Multi-body Couplings
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作者 J.Alvarez-Munoz N.Marchand +3 位作者 J.F.Guerrero-Castellanos J.J.Tellez-Guzman J.Escareno M.Rakotondrabe 《国际自动化与计算杂志:英文版》 EI CSCD 2018年第5期547-558,共12页
这份报纸为带 3DoF (自由的度) 的 mini-quadcopter 的稳定建议一个简单答案操纵者机器人以便提高它的可完成的工作区和申请侧面。后来,手臂的运动导致降级的转矩系统的稳定性在现在的工作,我们考虑两个分系统的稳定:quadcopter 和... 这份报纸为带 3DoF (自由的度) 的 mini-quadcopter 的稳定建议一个简单答案操纵者机器人以便提高它的可完成的工作区和申请侧面。后来,手臂的运动导致降级的转矩系统的稳定性在现在的工作,我们考虑两个分系统的稳定:quadcopter 和机器的手臂。系统的数学模型基于四元数。同样,当手臂正在演变时,由围住的基于四元数的反馈组成的一条态度控制法律稳定 quadcopter 到需要的态度。下一个阶段是为控制被简化的翻译动力学(非线性) 设计目的。上述的控制器基于其稳定性明确地在 Lyapunov 意义被证明的浸透功能。最后,试验性的结果和统计研究验证建议控制策略。 展开更多
关键词 实时控制 四元数 操纵者 Lyapunov 僵硬 飞机 旋转 身体
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