3-DOF转动柔索驱动风洞机构的力雅可比矩阵 被引量：8

1

作者 姚裕 吴洪涛 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期75-78,共4页

简要概述了柔索牵引并联机器人在国内外的研究和发展现状,提出一种新颖的基于5根柔索牵引并联机器人的三自由度转动角度机构及测力一体化风洞试验装置。应用并联机构基本理论研究了机构的运动学逆解。依据空间解析几何理论,直接推导出... 简要概述了柔索牵引并联机器人在国内外的研究和发展现状,提出一种新颖的基于5根柔索牵引并联机器人的三自由度转动角度机构及测力一体化风洞试验装置。应用并联机构基本理论研究了机构的运动学逆解。依据空间解析几何理论,直接推导出在各柔索安装单分量力传感器时模型的感、测力变换雅可比矩阵。最后给出了数值算例,验证了该装置应用于风洞测力试验的有效性,为该测力装置应用于风洞试验奠定了基础。 展开更多

关键词 3-Dof转动 柔索驱动并联机构 风洞 运动学逆解 力雅可比矩阵

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低轨星座太阳翼在轨管理策略研究

2

作者 黄智 章玄 +3 位作者 张子亮 李康 张静 朱开鼎 《电源技术》 北大核心 2025年第3期669-674,共6页

低轨星座通常采用大倾角近地圆轨道,在轨光照条件复杂,需要采用双自由度太阳帆板驱动机构,实现太阳翼对日定向。通过优化太阳翼在轨管理策略,可以优化单位面积太阳翼输出能量,减少太阳翼面积和质量,降低成本。提出一种低轨星座太阳翼在... 低轨星座通常采用大倾角近地圆轨道,在轨光照条件复杂,需要采用双自由度太阳帆板驱动机构,实现太阳翼对日定向。通过优化太阳翼在轨管理策略,可以优化单位面积太阳翼输出能量,减少太阳翼面积和质量,降低成本。提出一种低轨星座太阳翼在轨能源管理策略,采用双轴联合控制方案,在轨道β角(太阳光线与轨道面的夹角)较大时,通过转动轴停止转动+摆动轴大角度摆动方案,实现在不影响天线和敏感器视场的前提下,提高太阳翼输出功率。最后搭建了电源系统模型、太阳翼管理策略模型和负载模型,完成了卫星能量平衡仿真分析,仿真结果验证了该策略的有效性。 展开更多

关键词 双自由度 太阳翼 转动策略

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三自由度缆绳驱动并联机器人设计及旋转性能测试

3

作者 李冉 王金婉 薛峰 《机电工程》 北大核心 2025年第5期955-965,共11页

针对传统缆绳机器人旋转工作空间有限、旋转控制难度大等问题,基于一款三自由度缆绳驱动并联机器人,开展了系统的设计、建模、样机制作与测试研究。首先,该机器人由4根缆绳进行控制,其主体由嵌入式滑轮机构移动平台以及一个传动模块组成... 针对传统缆绳机器人旋转工作空间有限、旋转控制难度大等问题,基于一款三自由度缆绳驱动并联机器人,开展了系统的设计、建模、样机制作与测试研究。首先,该机器人由4根缆绳进行控制,其主体由嵌入式滑轮机构移动平台以及一个传动模块组成,完成了移动平台、缆绳回路和转动模块的设计工作,实现了机器人较大的平移工作空间以及旋转稳定性目标;然后,分析了该机器人的结构设计方案,设立了坐标参数,并开展了机器人的动力学模型及正、逆运动学的数学论证分析,针对该机器人的工作空间展开了分析,寻找当工作空间最大化时控制缆绳的最佳布局方案;最后,为评估研制的机器人在工作期间的旋转控制性能,设计了样机并进行了实验验证,对两台机器人样机进行了移动测试,令其分别沿两条不同路径的轨迹进行移动,并对结果进行了分析。研究结果表明:机器人旋转控制效果明显改善,在两次实验中围绕z_(b)轴的旋转角度稳定,误差约在±1°以内,进一步验证了该机器人设计方案的可行性和有效性。 展开更多

关键词 缆绳机器人 工作空间 旋转控制 多自由度 移动平台 传动模块

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基于ARM平台的VR头部追踪系统的设计与实现

4

作者 张向军 黄国书 +3 位作者 邱涛 王明 尹逊刚 范兵兵 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2024年第S2期192-200,共9页

随着虚拟现实(VR)一体机的蓬勃发展,内向外六自由度(6DOF)的追踪技术已成为主流的头部追踪方案。然而,由于要同时处理大量视觉及惯性测量单元(IMU)数据,计算量较大,在ARM移动平台计算能力有限的情况下,如何同时达到较好的追踪精度和稳... 随着虚拟现实(VR)一体机的蓬勃发展,内向外六自由度(6DOF)的追踪技术已成为主流的头部追踪方案。然而,由于要同时处理大量视觉及惯性测量单元(IMU)数据,计算量较大,在ARM移动平台计算能力有限的情况下,如何同时达到较好的追踪精度和稳定性成为实现该系统的关键技术难点。为此,基于ARM移动平台和开源ORB-SLAM3算法,设计并实现一套追踪精度高、稳定性好的VR 6DOF头部追踪系统。首先,通过高精度机械臂对IMU和Camera进行联合标定,并通过IMU积分信息与VIO(Visual-Inertial Odometry)进行位姿融合优化;其次,结合VR使用场景,调低单帧图像的特征点规模,以降低算法复杂度,达到近1 kHz的6DOF位姿输出频率;最后,提出一种针对视觉跟踪丢失的快速处理策略,以提高追踪状态的稳定性。经过以上优化后的算法运行在高通XR2平台上的实验结果显示,相较于传统的ORB-SLAM3算法,所提算法在相对位置误差(RPE)和相对旋转误差(RRE)指标上分别减小了44.4%和73.4%,在实时性和精度指标上能满足VR一体机需求。 展开更多

关键词 虚拟现实 ARM平台 六自由度 ORB-SLAM3 惯性测量单元

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一种改良的带旋转自由度的高精度四边形等参单元 被引量：4

5

作者 文学章 尚守平 冯俊强 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 1999年第S1期112-116,共5页

从１２节点Ｓｅｒｅｎｄｉｐｉｔｙ单元出发，在角点处引入刚性旋转假设，构造出角节点具有旋转自由度的四边形等参单元．采用角点沿边方向的转角来表示这一点的转角，使问题得到简化，精度提高，并具有连续介质力学中关于旋转度的定义．

关键词 旋转自由度 等参元 刚性旋转假设

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圆柱形多自由度超声电机特性的实验研究 被引量：4

6

作者 李志荣 赵淳生 黄卫清 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第17期1567-1570,共4页

从提高驱动效率、改善输出性能的角度出发,研制了一台新结构形式的圆柱形多自由度超声电机,对电机定子的工作模态和电机的输出性能进行了测试。电机定子的模态实验表明,无论是工作频率的一致性、驱动端的振幅,还是压电陶瓷元件与工作振... 从提高驱动效率、改善输出性能的角度出发,研制了一台新结构形式的圆柱形多自由度超声电机,对电机定子的工作模态和电机的输出性能进行了测试。电机定子的模态实验表明,无论是工作频率的一致性、驱动端的振幅,还是压电陶瓷元件与工作振型的相互位置关系,均较好地满足了设计要求。电机输出性能的测试结果表明,电机的输出转速和输出转矩得到显著提高,电机的性能体积比超过国外同类型、同规格的电机。 展开更多

关键词 多自由度 超声电机 模态 转速 转矩

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基于二自由度电流调节的分布式发电系统并网控制技术 被引量：4

7

作者 顾和荣 赵清林 +1 位作者 郭小强 邬伟扬 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第8期154-160,共7页

提出基于二自由度非正弦电流调节(TDFNSCR)的分布式发电(DG)并网接口控制方案,和传统DG并网接口控制通常采用的正弦电流调节(SCR)方案不同,该方案在正弦电流调节的同时,进行谐波电流调节以改善电网电能质量。通过对DG并网接口控制的Thev... 提出基于二自由度非正弦电流调节(TDFNSCR)的分布式发电(DG)并网接口控制方案,和传统DG并网接口控制通常采用的正弦电流调节(SCR)方案不同,该方案在正弦电流调节的同时,进行谐波电流调节以改善电网电能质量。通过对DG并网接口控制的Thevenin-Norton等效电路分析得出两种改善电网电能质量的途径,并在此基础上提出TDFNSCR并网接口控制方案,该方案最大特点是既不需要额外的补偿装置(如有源滤波器),也不需要确定谐波源的位置和谐波电流的检测,仅通过DG并网接口处的本地电压信息和适当控制即可实现并网发电和有源滤波的统一优化控制,此外,该方案具有通用性,不仅适用于单相系统,还适用于三相系统。采用Matlab/Simulink对提出的方案进行仿真研究,仿真结果验证了TDFNSCR的有效性。 展开更多

关键词 分布式发电 二自由度控制 非正弦电流调节 并网接口控制

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一个简洁有效的带旋转自由度的平面三角形单元 被引量：3

8

作者 赵振峰 黄明 +1 位作者 申长雨 郭恒亚 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期540-545,共6页

从原始的Allman单元[1]出发,构造出一个简洁有效的带有旋转自由度的平面三角形单元。该单元基本保持了Allman单元的精度,同时消除了多余的零能模式,而且使转动自由度等同于连续介质力学中关于旋转分量的定义,并对旋转自由度自身的正确... 从原始的Allman单元[1]出发,构造出一个简洁有效的带有旋转自由度的平面三角形单元。该单元基本保持了Allman单元的精度,同时消除了多余的零能模式,而且使转动自由度等同于连续介质力学中关于旋转分量的定义,并对旋转自由度自身的正确性进行了考核。 展开更多

关键词 旋转自由度 零能模式 三角形单元 有限元

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基于Matlab/Simulink的旋转导弹六自由度弹道仿真 被引量：9

9

作者 金华 戴金海 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2007年第2期222-224,228,共4页

旋转导弹弹道仿真是弹翼结构优化设计和弹道优化设计的基础。首先用CFD方法计算了旋转导弹在不同转速、攻角、侧滑角和马赫数下的气动系数,其次介绍了Matlab/Simulink的航空模块集,并利用其建立了旋转导弹的六自由度弹道仿真的方框图模... 旋转导弹弹道仿真是弹翼结构优化设计和弹道优化设计的基础。首先用CFD方法计算了旋转导弹在不同转速、攻角、侧滑角和马赫数下的气动系数,其次介绍了Matlab/Simulink的航空模块集,并利用其建立了旋转导弹的六自由度弹道仿真的方框图模型,仿真过程中的气动系数利用已计算得到的系数表经四维插值获得,最后给出了静止大气和风场中的弹道仿真结果。从仿真的结果可以看出,旋转导弹的攻角和侧滑角随弹体的轴向旋转而作振荡变化,并且轴向高速旋转有助于保持法向和横向的稳定性。 展开更多

关键词 旋转导弹 弹道仿真 SIMULINK MATLAB 六自由度

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框架 - 剪力墙结构分析的高精度平面单元 被引量：8

10

作者 冯仲齐 梅占馨 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 1998年第2期105-110,共6页

从三次平面等参元出发，构造出角结点有旋转自由度的高精度矩形单元。该单元与平面等参元具有相同的单元特征及精度，同时具有连续介质力学中关于旋转度的定义。

关键词 旋转自由度 等参元 框架-剪力墙结构 平面单元

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有旋转自由度的高精度四边形单元 被引量：4

11

作者 冯仲齐 梅占馨 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期119-123,共5页

从具有三次位移模式的平面等参元出发 ,通过对单元自由度进行线性变换并引入连续介质力学中关于旋转度的定义 ,构造出角结点有旋转自由度的高精度四边形单元。

关键词 旋转自由度 四边形单元 等参元 线性变换 连续介质力学

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有旋转自由度的高精度三角形单元 被引量：9

12

作者 冯仲齐 梅占馨 《计算力学学报》 CAS CSCD 1998年第3期293-300,共8页

本文从三次平面等参元出发，构造出角结点有旋转自由度的三角形单元。该单元与三次平面等参元有相同的单元特征及精度，同时具有连续介质力学中关于旋转度的定义。

关键词 旋转自由度 三角形单元 框架剪力墙结构

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基于电磁感应原理的两自由度直线旋转电机研究综述 被引量：9

13

作者 付兴贺 林明耀 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期1-13,共13页

以基于电磁感应原理的两自由度直线旋转电机为研究对象,查阅了国内外相关文献,回顾了此类电机的发展历程,总结归纳出其发展脉络和演进特点,对比分析了各种电机的拓扑结构差异和性能特点,探讨了该类电机本体结构、控制方法和控制技术的... 以基于电磁感应原理的两自由度直线旋转电机为研究对象,查阅了国内外相关文献,回顾了此类电机的发展历程,总结归纳出其发展脉络和演进特点,对比分析了各种电机的拓扑结构差异和性能特点,探讨了该类电机本体结构、控制方法和控制技术的研究现状,指明了未来的研究重点、发展方向和发展趋势。 展开更多

关键词 两自由度直线旋转电机 直线旋转运动 拓扑结构 电机控制 发展综述

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空间框架结构几何非线性分析方法的改进研究 被引量：3

14

作者 李文雄 马海涛 陈太聪 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期928-935,共8页

以几何精确梁理论为基础,分别采用高阶拉格朗日插值和埃米特插值构造高精度空间梁单元.提出基于单元层次平衡迭代的自由度凝聚方法,以保证单元的通用性.实现了基于载荷控制或柱面弧长控制的结构几何非线性分析算法.算例研究结果表明,提... 以几何精确梁理论为基础,分别采用高阶拉格朗日插值和埃米特插值构造高精度空间梁单元.提出基于单元层次平衡迭代的自由度凝聚方法,以保证单元的通用性.实现了基于载荷控制或柱面弧长控制的结构几何非线性分析算法.算例研究结果表明,提出的改进方法不但提高了计算效率,而且还具有较高的数值稳定性;特别是基于三次埃米特插值构造的单元表现出较好的性态,适用于结构屈曲后分析. 展开更多

关键词 非线性分析 有限元 几何精确梁 有限转动 埃米特插值 内部自由度

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四自由度对称并联机器人结构综合方法 被引量：2

15

作者 房海蓉 方跃法 郭胜 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期346-350,共5页

利用螺旋理论 ,分析了少自由度并联机构中支链运动螺旋系与动平台约束螺旋系的关系 ,列举了五阶运动螺旋系的支链类型 ,在此基础上提出了一种四自由度对称并联机器人结构综合的方法 ,并利用该方法针对动平台 3转动 1移动的运动特征要求 ... 利用螺旋理论 ,分析了少自由度并联机构中支链运动螺旋系与动平台约束螺旋系的关系 ,列举了五阶运动螺旋系的支链类型 ,在此基础上提出了一种四自由度对称并联机器人结构综合的方法 ,并利用该方法针对动平台 3转动 1移动的运动特征要求 ,进行了结构综合 ,得到多种具有对称结构的四自由度并联机器人机构类型 .结果表明 :少自由度并联机构的运动与约束通过螺旋数学模型来表达简单直观 ,便于机构的型综合 ;同时该方法针对给定动平台的运动特征 ,可以方便快捷地进行对称结构的型综合 ,有利于少自由度并联机器人机构的结构创新。 展开更多

关键词 并联 机器人 自由度 结构综合 螺旋理论

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具有横向裂纹的转子系统耦合振动研究 被引量：2

16

作者 郭丹 何永勇 卢文秀 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期108-112,共5页

利用数值方法研究了裂纹引起的转子耦合振动。采用有限元方法建立裂纹转子的模型 ,每个单元结点考虑 6个自由度 ,采用 Dimarogonas法推导了 12× 12阶裂纹轴段有限元刚度矩阵。采用数值积分方法和谱分析方法研究了开裂纹、开闭裂纹... 利用数值方法研究了裂纹引起的转子耦合振动。采用有限元方法建立裂纹转子的模型 ,每个单元结点考虑 6个自由度 ,采用 Dimarogonas法推导了 12× 12阶裂纹轴段有限元刚度矩阵。采用数值积分方法和谱分析方法研究了开裂纹、开闭裂纹引起的转子横向、纵向、扭转耦合振动。 展开更多

关键词 耦合振动 转子系统 数值积分方法 推导 数值方法 裂纹转子 谱分析 横向裂纹 结点 扭转

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新型带转角自由度的四结点膜单元 被引量：2

17

作者 舒宣武 康澜 刘强 《华南理工大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期112-117,共6页

给传统膜单元引入一个垂直单元平面的旋转自由度,可以增加位移场阶次,提高计算精度和单元性能.文中为膜结构和高层结构中的剪力墙提供了两种性能良好的四节点膜单元.理论分析和数值模拟表明,这两种单元所采用的线位移和转角位移相互独... 给传统膜单元引入一个垂直单元平面的旋转自由度,可以增加位移场阶次,提高计算精度和单元性能.文中为膜结构和高层结构中的剪力墙提供了两种性能良好的四节点膜单元.理论分析和数值模拟表明,这两种单元所采用的线位移和转角位移相互独立的位移场,能有效解决一维单元和二维单元的过渡连接问题,易于编程实现.数值计算结果表明,该单元位移场更符合实际位移场,并节省了计算时间. 展开更多

关键词 转角自由度 四结点膜单元 位移场 有限元

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带旋转自由度的四边形平板壳单元 被引量：3

18

作者 康澜 张其林 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期164-168,196,共6页

基于Kirchhoff假设,运用广义协调技术,将线位移和转角位移相互独立的位移场引入面内旋转自由度,构造出任意四边形4节点24自由度的平板壳单元;运用U.L.列式,建立了该单元的切线刚度矩阵.算例表明,该单元在板壳结构几何非线性分析中具有... 基于Kirchhoff假设,运用广义协调技术,将线位移和转角位移相互独立的位移场引入面内旋转自由度,构造出任意四边形4节点24自由度的平板壳单元;运用U.L.列式,建立了该单元的切线刚度矩阵.算例表明,该单元在板壳结构几何非线性分析中具有良好的精度,且能很好地解决梁单元和板壳单元的连接过渡问题. 展开更多

关键词 平板壳单元 旋转自由度 广义协调 几何非线性

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含面内转角自由度的4结点平行四边形单元 被引量：1

19

作者 郭向荣 邓永锋 熊南京 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期70-75,共6页

首先利用 12结点等参数单元的形函数 ,求出含转角自由度的 4结点平行四边形膜元的形函数 ,由此推导含转角自由度的 4结点平行四边形膜元的单元刚度矩阵 ,其与一般的弯曲板单元组合后 ,形成了一种适用范围更广、收敛更快、精度更高及抗... 首先利用 12结点等参数单元的形函数 ,求出含转角自由度的 4结点平行四边形膜元的形函数 ,由此推导含转角自由度的 4结点平行四边形膜元的单元刚度矩阵 ,其与一般的弯曲板单元组合后 ,形成了一种适用范围更广、收敛更快、精度更高及抗畸变能力更强的壳单元。在相同精度的情况下 ,使用本单元求解问题可以减少单元数量 ,降低结构总自由度数。该单元能直接与每个结点具有 6个自由度的空间梁柱单元相联结 ,能有效地解决工程实际问题 。 展开更多

关键词 平行四边形单元 转角自由度 有限元 平板壳元 结构 单元位移模型

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基于节点力插值的自由子结构界面自由度缩减方法 被引量：3

20

作者 楼梦麟 唐玉 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期662-667,共6页

基于有限元法中位移插值的思想,建立了基于节点力插值的自由子结构界面自由度缩减方法.该方法的基本思想是在自由子结构法的基本变换基础上,实施对接界面坐标的第二次坐标变换,并利用第二次坐标变换矩阵,有效缩减了结构体系的广义自由度... 基于有限元法中位移插值的思想,建立了基于节点力插值的自由子结构界面自由度缩减方法.该方法的基本思想是在自由子结构法的基本变换基础上,实施对接界面坐标的第二次坐标变换,并利用第二次坐标变换矩阵,有效缩减了结构体系的广义自由度,从而提高了计算效率.通过对一个两端固定梁进行模态分析,并对比缩减界面自由度前后梁的前10阶主频计算值,验证了该方法的可行性.与界面广义自由度模态缩减法相比,二者的主要精度基本相同,该方法计算效率更高,工程应用更加方便.最后,讨论了插值基点的选择方式对计算精度的影响.计算结果表明:参与模态分析的插值基点数量越多,计算精度越高;当插值基点均匀分布于对接界面上时,计算精度最高. 展开更多

关键词 自由子结构 模态综合法 插值原理 坐标变换矩阵 缩减自由度

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