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少自由度并联机构约束方程表达通用方法及运动学分析电算化
1
作者
单彦霞
张建伟
+2 位作者
高雪原
董家希
李仕华
《机械设计》
北大核心
2025年第11期53-62,共10页
为实现并联机构运动学分析的电算化,采用对偶四元数形式的D-H参数描述连杆坐标系间的坐标变换,并将并联机构拆分为多个包含虚拟支链的闭环单链,将对偶四元数的D-H参数法和虚拟支链法相结合,提出了一种少自由度并联机构运动学约束方程建...
为实现并联机构运动学分析的电算化,采用对偶四元数形式的D-H参数描述连杆坐标系间的坐标变换,并将并联机构拆分为多个包含虚拟支链的闭环单链,将对偶四元数的D-H参数法和虚拟支链法相结合,提出了一种少自由度并联机构运动学约束方程建立的通用方法。采用半角正切法将约束方程(超越方程)转化为多项式方程,在转化过程中对约束方程进行简化。采用多项式代数理论,制订对称3自由度并联机构的运动学分析流程;采用Maple和MATLAB GUI开发出对称3自由度并联机构的运动学自动分析系统,并以3-CPR并联机构为例,进行运动学自动分析。只需输入机构的几何参数和动平台自由度约束,该运动学自动分析系统便可自动生成机构的位置正反解、速度及加速度表达式,而无需建立常规的约束方程,减少研究的工作量和时间。
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关键词
并联机构
运动学
对偶四元数
虚拟支链
电算化
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职称材料
城市轨道交通整车货物运输研究
2
作者
宋晓波
肖金梅
+3 位作者
董家希
周家宇
杜利芳
鄢春花
《城市轨道交通研究》
北大核心
2025年第6期I0021-I0024,共4页
城市轨道交通(以下简称“城轨”)整车货物运输是一种友好的城市货物运输方式,可以降低城轨建设成本,改善施工运输条件;减少城轨企业经营成本,提高企业物资周转率;提高城轨社会运输分担率,挖掘社会物流潜能。
关键词
整车货物运输
城市轨道交通
建设成本
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职称材料
灰色组合预测辅助的列车自主定位方法
3
作者
边浩毅
付国平
+1 位作者
董家希
蔡煊
《铁道标准设计》
北大核心
2024年第10期193-199,共7页
基于全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的列车定位方法是下一代列车运行控制系统列车定位技术的主要发展方向。从提高列车定位的安全性、自主性角度出发,并充分考虑组合定位系统的成本及异质传感器的互补性能...
基于全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的列车定位方法是下一代列车运行控制系统列车定位技术的主要发展方向。从提高列车定位的安全性、自主性角度出发,并充分考虑组合定位系统的成本及异质传感器的互补性能,采用北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)和惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)构建车载组合定位方案。针对BDS/IMU组合在隧道运行环境中,卫星信号受限导致定位失效情况下IMU单独导航定位误差累积发散问题,提出一种灰色组合预测模型辅助的列车定位精度保持方法;基于BDS失效前组合系统定位信息建立算法模型,当列车处于卫星信号受限环境中时,利用灰色组合模型预测的列车定位数据序列持续校正IMU累积误差,从而保障列车运行全过程中定位输出的可用性。在实验室环境下搭建的仿真平台上对所提出方法进行验证,结果表明,BDS/IMU组合在正常工作情况下能保持较高的定位精度,东向/北向位置误差均小于2 m,东向/北向速度误差均小于0.2 m/s;在BDS定位失效环境下通过灰色组合模型预测数据修正IMU累积误差,相对于IMU单独导航,东向/北向位置误差均降低85%以上,东向/北向速度误差均降低80%以上,定位精度能够满足列车运行控制系统对列车定位的指标要求。
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关键词
列车定位
自主定位
北斗卫星导航系统
惯性测量单元
灰色组合预测
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职称材料
题名
少自由度并联机构约束方程表达通用方法及运动学分析电算化
1
作者
单彦霞
张建伟
高雪原
董家希
李仕华
机构
燕山大学机械工程学院
燕山大学里仁学院
燕山大学河北省并联机器人与机电系统实验室
出处
《机械设计》
北大核心
2025年第11期53-62,共10页
基金
国家自然科学基金资助(52275032)
河北省自然科学基金资助(E2022203077)
+1 种基金
河北省省级科技计划资助(22371801D)
河北省科学技术研究与发展计划-中央引导地方科技发展资金资助(246Z1818G)。
文摘
为实现并联机构运动学分析的电算化,采用对偶四元数形式的D-H参数描述连杆坐标系间的坐标变换,并将并联机构拆分为多个包含虚拟支链的闭环单链,将对偶四元数的D-H参数法和虚拟支链法相结合,提出了一种少自由度并联机构运动学约束方程建立的通用方法。采用半角正切法将约束方程(超越方程)转化为多项式方程,在转化过程中对约束方程进行简化。采用多项式代数理论,制订对称3自由度并联机构的运动学分析流程;采用Maple和MATLAB GUI开发出对称3自由度并联机构的运动学自动分析系统,并以3-CPR并联机构为例,进行运动学自动分析。只需输入机构的几何参数和动平台自由度约束,该运动学自动分析系统便可自动生成机构的位置正反解、速度及加速度表达式,而无需建立常规的约束方程,减少研究的工作量和时间。
关键词
并联机构
运动学
对偶四元数
虚拟支链
电算化
Keywords
parallel mechanism
kinematics
dual quaternion
virtual branch chain
computerization
分类号
TH112 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
城市轨道交通整车货物运输研究
2
作者
宋晓波
肖金梅
董家希
周家宇
杜利芳
鄢春花
机构
成都工业学院汽车与交通学院
出处
《城市轨道交通研究》
北大核心
2025年第6期I0021-I0024,共4页
基金
成都工业学院科研项目(2022ZR012)
成都工业学院“十四五”本科规划教材建设项目(新型轨道交通系统概论)
成都工业学院技术服务项目(2024[256])。
文摘
城市轨道交通(以下简称“城轨”)整车货物运输是一种友好的城市货物运输方式,可以降低城轨建设成本,改善施工运输条件;减少城轨企业经营成本,提高企业物资周转率;提高城轨社会运输分担率,挖掘社会物流潜能。
关键词
整车货物运输
城市轨道交通
建设成本
分类号
U294 [交通运输工程—交通运输规划与管理]
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职称材料
题名
灰色组合预测辅助的列车自主定位方法
3
作者
边浩毅
付国平
董家希
蔡煊
机构
浙江机电职业技术学院继续教育学院
杭州地铁运营有限公司
成都工业学院汽车与交通学院
出处
《铁道标准设计》
北大核心
2024年第10期193-199,共7页
基金
浙江省‘尖兵’‘领雁’研发攻关计划资助项目(2022C01105)
浙江省科技厅软科学2021年项目(2021C25005)
+1 种基金
浙江省交通运输厅2021年科技计划项目(2021032)
成都工业学院2022年校级科研项目(2022ZR040)。
文摘
基于全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的列车定位方法是下一代列车运行控制系统列车定位技术的主要发展方向。从提高列车定位的安全性、自主性角度出发,并充分考虑组合定位系统的成本及异质传感器的互补性能,采用北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System,BDS)和惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)构建车载组合定位方案。针对BDS/IMU组合在隧道运行环境中,卫星信号受限导致定位失效情况下IMU单独导航定位误差累积发散问题,提出一种灰色组合预测模型辅助的列车定位精度保持方法;基于BDS失效前组合系统定位信息建立算法模型,当列车处于卫星信号受限环境中时,利用灰色组合模型预测的列车定位数据序列持续校正IMU累积误差,从而保障列车运行全过程中定位输出的可用性。在实验室环境下搭建的仿真平台上对所提出方法进行验证,结果表明,BDS/IMU组合在正常工作情况下能保持较高的定位精度,东向/北向位置误差均小于2 m,东向/北向速度误差均小于0.2 m/s;在BDS定位失效环境下通过灰色组合模型预测数据修正IMU累积误差,相对于IMU单独导航,东向/北向位置误差均降低85%以上,东向/北向速度误差均降低80%以上,定位精度能够满足列车运行控制系统对列车定位的指标要求。
关键词
列车定位
自主定位
北斗卫星导航系统
惯性测量单元
灰色组合预测
Keywords
train positioning
autonomous positioning
BeiDou navigation satellite system
inertial measurement unit
grey combination prediction
分类号
U284.48 [交通运输工程—交通信息工程及控制]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
少自由度并联机构约束方程表达通用方法及运动学分析电算化
单彦霞
张建伟
高雪原
董家希
李仕华
《机械设计》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
城市轨道交通整车货物运输研究
宋晓波
肖金梅
董家希
周家宇
杜利芳
鄢春花
《城市轨道交通研究》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
3
灰色组合预测辅助的列车自主定位方法
边浩毅
付国平
董家希
蔡煊
《铁道标准设计》
北大核心
2024
0
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职称材料
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