检索结果-南通市图书馆

磁悬浮万向稳定平台平动动力学建模及其自抗扰控制方法

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北京航空航天大学学报 2024年

作者：段乐强李磊王卫杰朱宏业庞维坤任元航天工程大学研究生院航天工程大学宇航科学与技术系航天工程大学基础部航天工程大学前沿基础交叉中心

针对空间激光通信等复杂航天任务对卫星平台高精高稳指向控制技术的迫切需求，开展球面磁悬浮万向稳定平台(MSUSP)构型设计与控制方法研究。首先，分析了MSUSP平台万向稳定悬浮特性，设计直角-正三棱锥构型的空间结构，建立了球面磁轴... 详细信息

针对空间激光通信等复杂航天任务对卫星平台高精高稳指向控制技术的迫切需求，开展球面磁悬浮万向稳定平台(MSUSP)构型设计与控制方法研究。首先，分析了MSUSP平台万向稳定悬浮特性，设计直角-正三棱锥构型的空间结构，建立了球面磁轴承三自由度动力学模型，通过坐标变换实现了磁轴承动子平动测量解耦。在此基础上，为了实现外部扰动条件下的磁轴承动子稳定控制，设计了基于坐标变换的三通道自抗扰控制器，将各通道之间的未建模动态及外部扰动当作合并外扰，进行跟踪、补偿，从而提高了扰动条件下控制器的快速性和稳定性。分析仿真结果表明，相较于传统方法，本方法平动阶跃响应时间缩短42.86%，在不同频率正弦扰动下的磁轴承动子抗干扰性均得到了大幅提升，证明了所提出方法的有效性和优越性。

关键词：磁悬浮万向稳定平台动力学建模扰动抑制坐标变换自抗扰控制器

N自由度柔性机械臂通用的动力学建模方法研究

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振动与冲击 2020年第16期39卷 103-111页

作者：余峰陈新元武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室武汉430081 武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室武汉430081

针对多自由度柔性机械臂动力学建模过程复杂的问题,提出一种适用于N自由度柔性臂刚柔耦合动力学建模的通用方法。该方法基于拉格朗日方程(Lagrange)和假设模态法(ASM),归纳推导得到了N自由度柔性机械臂动力学模型的最简通用符号表达式,... 详细信息

针对多自由度柔性机械臂动力学建模过程复杂的问题,提出一种适用于N自由度柔性臂刚柔耦合动力学建模的通用方法。该方法基于拉格朗日方程(Lagrange)和假设模态法(ASM),归纳推导得到了N自由度柔性机械臂动力学模型的最简通用符号表达式,根据该建模方法开发了"N-DOF柔性机械臂动力学方程符号计算软件";最后以两自由度柔性机械臂为例进行位置跟踪控制实验,用开发的软件自动生成了动力学模型,并搭建了实物模型进行对比验证,结果具有一致性,表明了该建模方法的正确性。与传统建模方法相比,该建模方法可减少90%以上计算时间,极大降低了建模过程的复杂性,同时对多自由度柔性臂动力学建模也具有通用性。

关键词：柔性机械臂 N自由度刚柔耦合动力学建模

基于模型修正的螺栓连接板结构动力学建模方法

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工程力学 2021年第7期38卷 248-256页

作者：郭宁黄庆曹善成徐超西北工业大学航天学院西安710072 湖北航天飞行器研究所武汉430040

螺栓连接板结构是飞行器结构中应用最为广泛的可拆卸固定结合部之一。该文针对螺栓连接板结构的动力学建模展开研究:基于薄层单元理论建立螺栓连接板结构的动力学等效模型;采用固有频率误差和模态置信准则残差的加权和作为修正薄层单元... 详细信息

螺栓连接板结构是飞行器结构中应用最为广泛的可拆卸固定结合部之一。该文针对螺栓连接板结构的动力学建模展开研究:基于薄层单元理论建立螺栓连接板结构的动力学等效模型;采用固有频率误差和模态置信准则残差的加权和作为修正薄层单元材料本构参数的目标函数,并利用水循环算法对待修正参数进行全局修正;以一个双边固支五螺栓搭接板结构的动力学建模为例,来验证该文提出方法的可行性和鲁棒性。结果表明,采用该文提出的方法建立的螺栓连接结构的动力学预示模型能够准确地表征其动态特性,并且具有良好的抗噪性。

关键词：螺栓连接结构薄层单元水循环算法模型修正动力学建模

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变体航行器动力学建模与仿真

北京航空航天大学学报 2021年第12期47卷 2602-2610页

作者：颜奇民胡俊华陈国明刘安张强空军工程大学航空工程学院西安710038

针对部分变体航行器变体描述复杂、存在刚体与柔性体耦合导致动力学模型复杂的问题,推导了一种具有普遍适用性的变体航行器动力学方程。将航行器视为由质点组成的整体,建立每个质点的运动微分方程。采用积分思想得到了适用于变体航行器... 详细信息

针对部分变体航行器变体描述复杂、存在刚体与柔性体耦合导致动力学模型复杂的问题,推导了一种具有普遍适用性的变体航行器动力学方程。将航行器视为由质点组成的整体,建立每个质点的运动微分方程。采用积分思想得到了适用于变体航行器的动力学扩展方程,其中,航行器变体产生的影响可以用附加力与附加力矩描述。对一种具有柔性翼的共形半环翼变体航行器进行了纵向面内开环运动仿真。针对部分附加力与附加力矩难以准确计算的问题,提出了一种便于工程化快速计算的方法,分析了不同变体速率下航行器的动力学响应和附加力、附加力矩的影响。结果表明,附加力和附加力矩与变体速率正相关。

关键词：变体航行器半环翼动力学建模纵向运动动态响应

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含滚道剥落缺陷的滚动轴承动力学建模及分析

北京航空航天大学学报 2023年

作者：王潇马军熊新陈靖宇昆明理工大学云南省先进装备智能控制及应用国际联合实验室昆明理工大学信息工程与自动化学院

为了深入分析轴承滚道剥落缺陷引发冲击性振动响应的机理，动力学模型的构建成为必要且有效的手段。针对现有轴承动力学模型中的缺陷激励函数难以准确刻画实际剥落缺陷的问题，提出了一种考虑缺陷三维尺寸的激励函数来构建含滚道剥落缺... 详细信息

为了深入分析轴承滚道剥落缺陷引发冲击性振动响应的机理，动力学模型的构建成为必要且有效的手段。针对现有轴承动力学模型中的缺陷激励函数难以准确刻画实际剥落缺陷的问题，提出了一种考虑缺陷三维尺寸的激励函数来构建含滚道剥落缺陷的轴承动力学模型。首先，以椭圆形状模拟缺陷三维形貌，在此基础上构建缺陷激励函数并将其融入动力学模型。其次，分析了滚动体通过不同尺寸缺陷过程中产生的额外接触位移量的变化情况。然后，通过仿真与实际实验验证模型的正确性并深入探究缺陷尺寸与振动响应间的关系。最后，与矩形激励函数模型对比，证明所提模型的有效性与适用性。实验结果表明：所构建的模型与理论、实测信号误差均在±5%以内；缺陷尺寸的变化将引起额外接触位移的改变进而使轴承产生不同的振动响应；相比矩形激励函数模型，本文模型可有效模拟滚动轴承在不同尺寸剥落缺陷下的振动响应。相关研究结果可为轴承故障诊断及性能评估提供理论支持。

关键词：滚动轴承滚道剥落缺陷尺寸动力学建模振动响应分析

附加气室空气弹簧隔振的振动筛动力学建模与分析

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煤炭学报 2020年第5期45卷 1901-1908页

作者：刘德洋彭利平王浩宇陈云峰黄环韩帅河海大学机电工程学院江苏常州213022

附加气室空气弹簧在两个气室之间设有节流元件,可吸收振动的能量,具有良好的阻尼特性。作为一种新型隔振元件,附加气室空气弹簧能缩短振动筛过共振区时间,减小共振振幅及附加倾摆运动,提高振动筛运行的平稳性。分析振动筛二自由度动力... 详细信息

附加气室空气弹簧在两个气室之间设有节流元件,可吸收振动的能量,具有良好的阻尼特性。作为一种新型隔振元件,附加气室空气弹簧能缩短振动筛过共振区时间,减小共振振幅及附加倾摆运动,提高振动筛运行的平稳性。分析振动筛二自由度动力学模型,并求解运动学微分方程,发现振动筛实际振动方向角不等于激振力作用方向角,振幅和抛掷指数也可用单自由度模型表征;利用热力学和流体力学理论建立附加气室空气弹簧的线性模型,得到其刚度阻尼的表达式,基于此,推导出附加气室空气弹簧的振动筛动力学模型,并建立运动学微分方程;搭建附加气室空气弹簧隔振系统和振动实验台,测试实验台的运动学参数;在MATLAB/Simulink环境下对所建动力学模型进行仿真研究,并与实验台测试结果进行了比较分析。结果表明:模型仿真振幅为5.321 mm,实验测试的稳态振幅为5.372 mm,二者误差仅为1%,具有较高的准确性。模型仿真结果显示:电机转速对振幅影响较小,对抛掷指数影响较大,随着电机转速由840 r/min增加到990 r/min时,振幅由4.549 mm降为4.427 mm,抛掷指数由3.6上升到4.9;改变隔振系统的初始气压可以调节振幅,当初始气压由0.1 MPa增加到0.6 MPa时,振幅由4.446 mm增加到6.159 mm;节流孔直径对振幅的影响不明显,当节流孔直径由2 mm增加到20 mm时,振幅由4.443 mm变为4.467 mm;通过改变电机转速和隔振系统初始气压组合,可以使试验台振幅在4.45~6.16 mm、抛掷指数在3.46~6.16内变化,实现对振动筛的调节。

关键词：振动筛振幅抛掷指数附加气室空气弹簧动力学建模

2-UPR-RPU并联机器人的动力学建模与性能分析

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机械工程学报 2020年第13期56卷 110-119页

作者：柴馨雪杨泳徐灵敏李秦川浙江理工大学机械电子工程系杭州310018

动力学建模和性能分析是并联机器人设计中的研究重点。以2-UPR-RPU三自由度并联机器人(U:虎克铰,P:移动副,R:转动副)为研究对象,采用螺旋理论对其进行动力学建模与性能分析。基于闭环矢量法建立2-UPR-RPU并联机器人的运动学逆解模型。... 详细信息

动力学建模和性能分析是并联机器人设计中的研究重点。以2-UPR-RPU三自由度并联机器人(U:虎克铰,P:移动副,R:转动副)为研究对象,采用螺旋理论对其进行动力学建模与性能分析。基于闭环矢量法建立2-UPR-RPU并联机器人的运动学逆解模型。采用螺旋理论分析2-UPR-RPU并联机器人分支中各个关节和杆件的速度和加速度,结合虚功原理计算2-UPR-RPU并联机器人运动时的驱动力,并通过ADAMS软件进行数值仿真验证。基于动力学模型分析2-UPR-RPU并联机器人的动态可操作度椭球指标,获得2-UPR-RPU并联机器人在不同操作高度下的转动和移动动态性能分布图谱,为机构的样机设计提供参考依据。2-UPR-RPU并联机器人的动力学建模和性能分析为实现机构在实际操作中的高效高精度控制提供了重要的基础保证。

关键词：并联机器人螺旋理论动力学建模动力学性能分析

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液罐车精确动力学建模及其侧倾稳定性

上海交通大学学报 2020年第3期54卷 312-321页

作者：任园园李显生郑雪莲王杰吉林大学交通学院长春130022

建立了常见罐体内液体侧向晃动的等效椭圆规钟摆模型,推导了罐体非惯性参照系下的钟摆动力学方程,并通过整车受力分析构建了液罐车精确动力学模型.基于此,在TruckSim中搭建了液罐车模型,研究其动力学响应特性.研究发现:与普通载货汽车相... 详细信息

建立了常见罐体内液体侧向晃动的等效椭圆规钟摆模型,推导了罐体非惯性参照系下的钟摆动力学方程,并通过整车受力分析构建了液罐车精确动力学模型.基于此,在TruckSim中搭建了液罐车模型,研究其动力学响应特性.研究发现:与普通载货汽车相比,液罐车在侧向稳定性上有轻微的过多转向特性,其转弯半径下降约3%~7%;在侧倾稳定性上,罐车横向载荷转移率显著提高,充液比小于0.7时其临界稳定车速下降30%以上.参与冲击的液体质量占整车总质量的比值是影响罐车侧倾稳定性的关键因素,该值主要由充液比和罐体形状决定.罐车应尽量避免充液比0.4~0.7的情况,此时车辆的侧倾稳定性最差;当绝大多数情况下货物充液比不低于0.8时,车辆应装配长短轴之比较大的椭圆柱罐体,其他情况下应装配圆柱罐体.液体黏度主要对车辆的瞬态响应产生影响.液体黏度的提高能显著降低车辆稳态响应时间和超调量,且罐体长短轴之比越大,效果越显著.

关键词：液罐车动力学建模等效椭圆规钟摆模型侧倾稳定性临界车速

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航空发动机整机动力学建模及模型确认

推进技术 2024年

作者：梁昊天高东武尉询楷王鑫王浩臧朝平北京航空工程技术研究中心南京航空航天大学能源与动力学院中国航发沈阳发动机研究所

针对航空发动机整机结构部件多、连接状态复杂、动力学特性预测困难的问题，提出了基于“超模型”虚拟测试数据的航空发动机整机结构分层次动力学建模及模型确认方法。建立各单个部件的简化模型，在初始无样机时，基于超模型的虚拟测试... 详细信息

针对航空发动机整机结构部件多、连接状态复杂、动力学特性预测困难的问题，提出了基于“超模型”虚拟测试数据的航空发动机整机结构分层次动力学建模及模型确认方法。建立各单个部件的简化模型，在初始无样机时，基于超模型的虚拟测试数据对单个部件简化模型进行动力学模型确认；基于两两连接部件超模型的虚拟测试数据，实现确认后的简化模型两两连接界面的修正与确认，连接部件超模型的虚拟测试数据通过部件的超模型与螺栓连接超模型建模理论获得；建立转子组件的动力学模型，并基于参考数据进行修正与确认；将确认后的转子模型和考虑连接的机匣系统模型进行组合，获得整机动力学模型。以某型涡扇发动机为例，采用本方法建立了其整机动力学模型。确认后的发动机整机简化模型的临界转速预测值与实际发动机整机测试的临界转速参考值对比，误差在10%以内，验证了方法的有效性。

关键词：航空发动机超模型动力学建模连接结构模型确认