导读:本文包含了刚柔耦合动力学建模论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:并联机器人,线性MSTMM,刚柔耦合动力学,Matlab
刚柔耦合动力学建模论文文献综述
王林军,史宝周,张东,丁仕豪,刘建明[1]（2019）在《刚柔耦合并联机器人动力学建模及仿真研究》一文中研究指出并联机构在运动过程中存在弹性变形和刚柔耦合效应,对机构的运动及其稳定性具有较大影响。针对上述问题,以3自由度刚柔耦合并联机器人为研究对象,基于线性多体系统传递矩阵法(线性MSTMM)建立了刚柔耦合并联机器人多体系统模型和拓扑结构模型,推导了整体系统的空间转换方程和动力学方程;通过Matlab软件建立了机器人SimMechanics仿真模型,并基于PID控制策略对机器人进行了轨迹跟踪的仿真研究。结果表明,机器人末端输出的实际运动轨迹与期望轨迹基本吻合,机器人系统运动相对稳定,验证了该建模方法的正确性和有效性,为进一步对并联机构进行研究提供了一定的理论依据。(本文来源于《机械传动》期刊2019年10期）
吴永胜,王刚,马凯[2]（2018）在《带有柔性附件的叁轴稳定航天器刚柔耦合动力学建模研究》一文中研究指出现代航天器广泛采用叁轴稳定的姿态控制方式,其结构日趋复杂,而控制精度的要求却越来越高。航天器上柔性附件的数目越来越多、尺寸越来越大、对系统动力学特性和姿态控制精度的影响也越来越大。在轨状态下,柔性附件的尺寸远远超过了航天器本体的尺寸,这些柔性附件的弹性变形以及柔性附件与航天器本体之间的动力学耦合作用对于整个系统的影响已经不能够再被忽略。因此,对该类航天器系统进行刚柔耦合动力学建模研究是有必要的,同时也是进行高精度姿态控制的前提条件。本文采用欧拉角法建立叁轴稳定航天器的姿态运动学方程,基于混合坐标法和真-伪混合坐标形式的第二类Lagrange方程推导系统的刚柔耦合动力学模型,通过系统级模态分析对航天器本体的刚性运动与柔性附件的弹性振动进行解耦,将解耦后的动力学模型表示成状态空间表达式的形式,为后续动力学响应分析、模型降阶和姿态控制系统的设计提供理论模型。(本文来源于《2018年全国固体力学学术会议摘要集（下）》期刊2018-11-23）
王尧,孟文俊,Dan,B,Marghitu,李淑君[3]（2018）在《考虑振动响应的刚柔耦合悬臂梁动力学建模与数值仿真》一文中研究指出建立合理的刚柔耦合系统动力学模型是实现碰撞冲击动态响应分析的基础。利用假设模态法描述了悬臂梁的振动位移响应,在此基础上基于广义坐标建立了系统的运动链。同时考虑悬臂梁的横向振动与纵向振动响应,在计入柔性杆横向弯曲变形引起轴向拉伸变形的2阶耦合量的条件下,分别基于Kane方法和Lagrange方法推导了刚柔耦合悬臂梁系统动力学方程,通过数值仿真揭示了系统广义坐标或速度的时变规律。仿真结果表明:两种方法下具有相同意义广义坐标的时变规律完全吻合。采用3D高速摄像机用于捕获悬臂梁的运动以验证构建模型的有效性。试验测试结果表明:试验测试值与仿真模拟值的误差值均小于5%,试验结果与模拟结果相符,说明动力学模型与计算方法均有效可行。研究结果可为接触面碰撞冲击理论计算及试验验证提供参考。(本文来源于《机械设计》期刊2018年09期）
邢迪雄,任志奇,赵路佳[4]（2018）在《6-PSS并联机构的刚-柔耦合动力学建模及仿真》一文中研究指出主要对一种新颖的6-PSS并联机构进行刚-柔耦合动力学建模以及仿真分析。并联机构主要包括动平台、静平台、定长杆、滑块和冗余容错驱动装置等。以此机构为研究对象进行运动学分析,得到逆运动学方程。首先利用有限元理论对柔性杆进行离散处理,运用拉格朗日方程和动力学相关理论建立单元的弹性动力学方程及刚性子结构的动力学方程;推导出系统的弹性动力学方程。其次利用ADAMS软件和ANSYS软件建立6-PSS并联机构的刚-柔耦合体模型,对该模型进行仿真分析,与全刚体模型进行比较。仿真结果表明两类模型运动和受力曲线吻合,同时在短时间内,平台位置和受力误差趋于某一波动范围,模型各驱动力与系统负载相比较小;建立的刚-柔耦合体模型正确,机构的驱动性能较好。(本文来源于《机床与液压》期刊2018年17期）
杨扬[5]（2018）在《基于外LET柔顺半铰的刚柔耦合柔顺机构动力学建模与仿真》一文中研究指出在柔性多体系统的动力学研究中,绝对节点坐标法能够对柔性体的大运动大变形进行有效分析,但是不能描述刚体的刚性运动。本文以基于外LET(Lamina Emergent Torsional)柔顺半铰的刚柔耦合柔顺机构为对象,采用将自然坐标法与绝对节点坐标法相结合的绝对坐标法完成了该机构的动力学建模,分析了机构的动力学特性。主要内容如下:采用描述刚体运动的自然坐标法,推导了刚体在经典自然坐标形式下的质量矩阵、广义外力、固有约束方程及其雅克比矩阵;运用描述柔体变形的绝对节点坐标法,推导了叁维二节点梁单元的形函数、斜率不连续的变换矩阵、单元的质量矩阵、弹性力矩阵和外力矩阵。基于绝对坐标法,推导了刚柔耦合柔顺机构的质量矩阵、广义外力、约束方程及雅克比矩阵,建立了系统的动力学方程。以含柔性悬臂梁和刚体构件的刚柔耦合柔顺机构为对象进行仿真,验证了该方法的可行性。建立了基于外LET柔顺半铰的刚柔耦合柔顺机构在多种受力情况下的动力学模型,数值仿真了该机构的运动状态。以基于外LET柔顺半铰的刚柔耦合柔顺机构为对象,实验获得了该机构受力条件下的实际运动状态,并将该刚柔耦合柔顺机构的实验结果和仿真结果进行对比,验证了结合自然坐标法与绝对节点坐标法的绝对坐标法建立的刚柔耦合动力学模型的有效性。(本文来源于《西安理工大学》期刊2018-06-30）
刘利琴,赵海祥,袁瑞,黄鑫,李焱[6]（2018）在《H型浮式垂直轴风力机刚—柔耦合多体动力学建模及仿真》一文中研究指出采用多体动力学方法研究了H型浮式垂直轴风力机的动力特性。将风力机叶片和塔柱处理为柔性体,浮式基础处理为刚性体,考虑柔性体的非线性变形,由拉格朗日第二类方程建立了浮式风力机系统的非线性刚—柔耦合多体动力学方程。系统载荷包括浮式基础受的波浪力、风机叶片旋转时受到的气动载荷、塔柱受到的风压载荷、系泊力以及系统阻尼力。编制了模拟系统响应的数值计算程序,该程序可以考虑浮式风力机系统的刚—柔耦合和气动力—水动力耦合效应。以5 MW风力机为例,计算了叶片的固有频率;分析转速对叶片固有频率的影响;计算风、浪联合作用下浮式风力机系统的动力响应。结果表明,随着风机转速的增加,叶片切向固有频率增加、法向固有频率减小;在风、浪联合作用下,浮式基础运动以波浪频率为主,气动载荷贡献较小。(本文来源于《海洋工程》期刊2018年03期）
高晨彤,黎亮,章定国,钱震杰[7]（2018）在《考虑剪切效应的旋转FGM楔形梁刚柔耦合动力学建模与仿真》一文中研究指出本文对一类中心刚体-柔性梁系统在大范围转动下的刚柔耦合动力学问题进行了研究.柔性梁为功能梯度材料(functionally graded materials,FGM)楔形变截面梁,材料体积分数在梁轴向呈幂律分布变化.以弧长坐标来描述柔性FGM梁的几何位移关系,分别使用倾角和拉伸应变变量描述柔性梁的横向弯曲和纵向拉伸变形,并计及剪切效应.采用假设模态法离散变形场,运用第二类拉格朗日方程进行方程推导,得到系统考虑剪切效应的刚柔耦合动力学模型.基于全新的刚柔耦合动力学建模理论,研究不同轴向材料梯度分布的FGM楔形梁,通过数值仿真计算,分析讨论不同的转速、梯度分布规律以及变截面参数对系统动力学特性的影响.结果表明,剪切效应对大高跨比的FGM楔形梁的变形影响较为明显,不容忽略;材料梯度分布规律和截面参数的选取均会对旋转FGM楔形梁的动力学响应和频率产生较大影响.本文提出的考虑剪切效应的倾角刚柔耦合动力学模型是对以往非剪切模型的进一步完善,可应用于工程中的Timoshenko梁结构的动力学问题求解.(本文来源于《力学学报》期刊2018年03期）
姚祥[8]（2018）在《重载机器人刚柔耦合动力学建模与补偿控制方法研究》一文中研究指出相对于常规轻载工业机器人而言,重载机器人为了实现高速、高精度、高负载等典型性能需求,对控制系统的性能提出了更高的要求。由于重载机器人运动惯量较大,传统的PID闭环控制输出力矩无法满足其在高速重载运动过程中关节期望输出力矩快速、实时变化的需求。同时,随着重载机器人负载自重比的不断增大,其柔性元件的特性更加明显,导致系统在启动、停止以及速度突变情况下产生弹性振动,影响其轨迹跟踪精度,甚至可能导致系统失稳。在此背景下,本文以江苏省科技成果转化专项资金项目“高速重载工业机器人核心技术研发及产业化(BA2015004)”为依托,开展了150KG重载机器人刚柔耦合动力学建模与补偿控制等关键技术研究。主要内容如下:为了获取精确的六自由度重载机器人动力学模型,本文首先采用迭代牛顿-欧拉法对其动力学模型进行了理论推导。在此基础上,以条件数为性能指标,设计了一种基于改进型有限项傅里叶级数形式的周期性激励轨迹优化生成方法,对理论模型中存在的未知动力学参数进行精确辨识,由此建立起准确的重载机器人动力学模型。此外,设计了一种负载惯性参数辨识方法,在机器人本体动力学模型的基础上进一步考虑了负载效应的影响,以建立重载机器人带载工况下的完整动力学模型。针对传统PID闭环控制用于重载机器人所存在的控制精度较低、动态性能较差等问题,本文研究并实现了一种基于动力学模型的力矩前馈控制方法,通过所辨识的动力学模型计算出机器人各关节期望输出力矩值,并与电流环中的控制输出进行迭加以实现力矩的实时补偿,从而可有效提高机器人的轨迹跟踪精度,改善动态性能。同时,为了解决末端负载给高速运动的重载机器人所带来的控制精度降低问题,提出了一种基于负载惯量匹配的力矩补偿控制方法,从而有效提高重载机器人带载工况下的控制精度。针对由于关节柔性而导致的重载机器人关节弹性振动问题,本文提出了一种结合状态观测器和奇异摄动理论的关节弹性振动抑制复合控制方法。首先在考虑关节柔性的情况下,建立重载机器人刚柔耦合动力学模型;在此基础上,设计了一种高增益状态观测器,无需借助外部传感器,根据电机侧角度、角速度和输出力矩,对机器人连杆侧角速度等状态变量进行了实时观测;然后采用奇异摄动法将复杂的高阶刚柔耦合动力学模型转化为降阶子系统,对所获得的快、慢子系统分别设计了速度差值反馈控制律和PID控制律,并结合李亚普洛夫稳定性理论给出了系统稳定性证明,以有效地抑制了机器人的关节弹性振动,进一步提高其轨迹跟踪精度。在上述研究的基础上,本文以与企业合作自主研发的150KG重载机器人为研究对象,对所研究的机器人本体动力学模型参数辨识、负载惯性参数辨识、力矩前馈控制、负载补偿控制和关节弹性振动抑制等内容进行了实验研究并取得了较好的实验效果,验证了本文所提出方法的可行性和有效性,表明了本文针对重载机器人的相关研究具有一定的工程应用价值。(本文来源于《东南大学》期刊2018-05-01）
王琳杰[9]（2018）在《考虑热效应功能梯度材料叶片的刚-柔耦合动力学建模与仿真》一文中研究指出叶片在整个航空发动机结构中具有举足轻重的地位,它关乎着发动机的性能和效率。在发动机工作状态下,叶片随着转子以极高的速度旋转,同时还受到高温高压气流的冲击。在非均匀分布的高温场和热冲击下,叶片会产生变形、热颤振和热屈曲等现象。这些现象的发生直接影响着航空发动机系统的动力学性态,严重时甚至会导致飞机失事。本文通过对温度场中做大范围运动的功能梯度材料(Functional Gradient Materials,FGM)叶片简化模型进行动力学建模,就叶片的动力学特性进行了研究。主要研究内容如下:第一章对考虑热效应功能梯度材料叶片刚-柔耦合动力学的研究现状进行了综述,然后提出了本文的主要研究目标。第二章以中心刚体附带FGM薄板系统为研究对象进行动力学建模。假设FGM薄板材料参数按体积含量的幂指数沿板厚度方向分布。沿FGM薄板厚度方向分布的温度场由泰勒级数展开法求解得到。采用假设模态法对变形进行离散,将热应变相关的项计入在弹性势能中,运用第二类拉格朗日方程推导出考虑热效应FGM薄板的一次近似刚-柔耦合动力学方程。在一次近似刚-柔耦合的基础上,保留了非线性耦合变形量的高次项,建立了考虑热效应FGM薄板的高次刚-柔耦合动力学模型。第叁章通过编写动力学仿真软件对一次近似动力学方程进行数值仿真。通过算例仿真分析了不同的温度场与体积分数分别对均质薄板和FGM薄板做大范围运动(大范围转动以及大范围平动)动力学特性的影响。仿真结果表明,不同分布规律的温度场、体积分数指数和旋转角速度对大范围运动FGM薄板的动力学特性有着不同的影响规律;FGM材料对热应力具有良好的缓和效果。(本文来源于《南京理工大学》期刊2018-03-01）
刘志浩,高钦和,刘准,王旭[10]（2018）在《重载轮胎面内刚柔耦合动力学建模及振动传递特性分析》一文中研究指出针对重载子午轮胎扁平率接近1的特点,建立面内刚柔耦合模型并开展振动分析方法研究。提出重载轮胎面内胎体与胎侧耦合的试验模态测试与分析方法;考虑胎侧的惯性力和分段刚度,建立重载轮胎面内弹性基础柔性梁动力学模型;利用有限差分法,将面内耦合动力学方程离散化,建立基于轮胎几何、结构参数的叁参数等效刚度重载轮胎面内刚柔耦合模型;基于试验和解析模态共振频率,利用遗传算法对重载轮胎结构参数辨识,建立重载轮胎面内刚柔耦合模型的传递函数解析模型。数值分析和试验验证结果表明:在0~300 Hz频率范围内,面内刚柔耦合模型可准确表征重载轮胎面内胎体和胎侧的耦合振动模态与传递特性;该建模与试验分析方法可将重载轮胎的分析频率由0~180 Hz扩展至300 Hz.(本文来源于《兵工学报》期刊2018年02期）
刚柔耦合动力学建模论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
现代航天器广泛采用叁轴稳定的姿态控制方式,其结构日趋复杂,而控制精度的要求却越来越高。航天器上柔性附件的数目越来越多、尺寸越来越大、对系统动力学特性和姿态控制精度的影响也越来越大。在轨状态下,柔性附件的尺寸远远超过了航天器本体的尺寸,这些柔性附件的弹性变形以及柔性附件与航天器本体之间的动力学耦合作用对于整个系统的影响已经不能够再被忽略。因此,对该类航天器系统进行刚柔耦合动力学建模研究是有必要的,同时也是进行高精度姿态控制的前提条件。本文采用欧拉角法建立叁轴稳定航天器的姿态运动学方程,基于混合坐标法和真-伪混合坐标形式的第二类Lagrange方程推导系统的刚柔耦合动力学模型,通过系统级模态分析对航天器本体的刚性运动与柔性附件的弹性振动进行解耦,将解耦后的动力学模型表示成状态空间表达式的形式,为后续动力学响应分析、模型降阶和姿态控制系统的设计提供理论模型。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
刚柔耦合动力学建模论文参考文献
[1].王林军,史宝周,张东,丁仕豪,刘建明.刚柔耦合并联机器人动力学建模及仿真研究[J].机械传动.2019
[2].吴永胜,王刚,马凯.带有柔性附件的叁轴稳定航天器刚柔耦合动力学建模研究[C].2018年全国固体力学学术会议摘要集（下）.2018
[3].王尧,孟文俊,Dan,B,Marghitu,李淑君.考虑振动响应的刚柔耦合悬臂梁动力学建模与数值仿真[J].机械设计.2018
[4].邢迪雄,任志奇,赵路佳.6-PSS并联机构的刚-柔耦合动力学建模及仿真[J].机床与液压.2018
[5].杨扬.基于外LET柔顺半铰的刚柔耦合柔顺机构动力学建模与仿真[D].西安理工大学.2018
[6].刘利琴,赵海祥,袁瑞,黄鑫,李焱.H型浮式垂直轴风力机刚—柔耦合多体动力学建模及仿真[J].海洋工程.2018
[7].高晨彤,黎亮,章定国,钱震杰.考虑剪切效应的旋转FGM楔形梁刚柔耦合动力学建模与仿真[J].力学学报.2018
[8].姚祥.重载机器人刚柔耦合动力学建模与补偿控制方法研究[D].东南大学.2018
[9].王琳杰.考虑热效应功能梯度材料叶片的刚-柔耦合动力学建模与仿真[D].南京理工大学.2018
[10].刘志浩,高钦和,刘准,王旭.重载轮胎面内刚柔耦合动力学建模及振动传递特性分析[J].兵工学报.2018