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基于一般性动力学建模的多电机复合同步控制 被引量:2
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作者 谢斌 雷力 +1 位作者 王在相 李叶松 《中国电机工程学报》 北大核心 2025年第7期2821-2831,I0033,共12页
多电机同步系统广泛应用于精密制造领域,但是多样化系统结构与差异化同步控制需求,为高通用性同步控制策略设计带来了困难。为克服这些问题,该文建立多电机同步系统的一般性动力学模型,以统一形式的数学模型描述多样化同步控制问题;通... 多电机同步系统广泛应用于精密制造领域,但是多样化系统结构与差异化同步控制需求,为高通用性同步控制策略设计带来了困难。为克服这些问题,该文建立多电机同步系统的一般性动力学模型,以统一形式的数学模型描述多样化同步控制问题;通过基于运动学的坐标变换,揭示动力学模型内部复杂耦合关系及在耦合效应影响下的同步误差形成机理;通过提出运动解耦设计方法,精确补偿驱动轴与同步轴之间动力学特性差异,并实现系统解耦;基于已解耦系统设计反馈形式的运动跟踪控制器提升系统实时同步性能。仿真与实验结果表明,依据一般性动力学建模分析提出的复合同步控制策略具有明确的可解释性,能够有效提高多电机同步控制性能。 展开更多
关键词 多电机同步 动力学建模 耦合系统 同步控制 解耦控制
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含局部缺陷的角接触球轴承时变位移激励及动力学建模 被引量:1
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作者 雷春丽 宋瑞哲 +3 位作者 樊高峰 刘凯 薛伟 李建华 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第3期753-762,共10页
角接触球轴承在长时间工作的情况下,会产生故障损伤从而影响系统正常运行。以外圈具有局部缺陷的角接触球轴承为研究对象,提出不同局部缺陷轮廓的判别方法,建立角接触球轴承局部缺陷时变位移激励广义表征模型,研究局部缺陷演化过程及其... 角接触球轴承在长时间工作的情况下,会产生故障损伤从而影响系统正常运行。以外圈具有局部缺陷的角接触球轴承为研究对象,提出不同局部缺陷轮廓的判别方法,建立角接触球轴承局部缺陷时变位移激励广义表征模型,研究局部缺陷演化过程及其位移激励机理。在此基础上,考虑轴承缺陷引起的时变位移对动力学特性的影响,基于赫兹接触理论,建立角接触球轴承故障动力学模型,并通过实验验证了所建模型的正确性。分析结果表明:矩形局部缺陷最终会演化成梯形形态;不同缺陷形貌诱发的位移激励变化趋势是不同的;与局部缺陷的长度相比,宽度对位移激励的影响更大。研究结果对轴承优化设计和故障诊断提供了理论基础。 展开更多
关键词 角接触球轴承 局部缺陷 时变位移激励 缺陷演变 动力学建模
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EHL下考虑冲击力的局部缺陷角接触球轴承动力学建模
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作者 雷春丽 薛伟 +2 位作者 樊高峰 宋瑞哲 刘凯 《北京航空航天大学学报》 北大核心 2025年第6期1965-1977,共13页
为详细地分析具有局部缺陷的角接触球轴承(ACBBs)的运行状态,针对传统模型未考虑轴承润滑及缺陷引起的冲击力问题,建立ACBBs在弹流润滑(EHL)条件下考虑冲击力的局部缺陷ACBBs动力学模型。建立考虑自旋的缺陷轴承弹流润滑模型,计算出缺... 为详细地分析具有局部缺陷的角接触球轴承(ACBBs)的运行状态,针对传统模型未考虑轴承润滑及缺陷引起的冲击力问题,建立ACBBs在弹流润滑(EHL)条件下考虑冲击力的局部缺陷ACBBs动力学模型。建立考虑自旋的缺陷轴承弹流润滑模型,计算出缺陷轴承的油膜厚度及油膜刚度,再提出ACBBs局部缺陷时变位移激励模型和时变刚度模型,在此基础上建立与缺陷尺寸及轴承转速有关的瞬时冲击力函数;基于Hertz接触理论和冲击力函数,提出外圈具有局部缺陷ACBBs动力学计算方法;研究具有故障的角接触球轴承振动特性,并通过实验验证,分析了不同参数对轴承动力学响应的影响规律。计算结果表明:轴承在润滑条件下,冲击力对轴承的振动影响明显减弱;随着缺陷尺寸和载荷的增大,轴承故障特征的频率均不变,但其幅值增大;随着轴承转速的增大,轴承故障特征频率及其幅值均增大,为滚动轴承的故障诊断和维护提供了有力依据。 展开更多
关键词 角接触球轴承 局部缺陷 瞬时冲击力 弹流润滑 时变位移 动力学建模
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分布式电驱动承载平台的动力学建模与模型预测控制 被引量:1
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作者 原野 陈龙 +2 位作者 潘伟 李艺 秦兆博 《汽车技术》 北大核心 2025年第3期46-55,共10页
针对分布式电驱动承载平台轨迹跟踪控制存在高速跟踪精度低、鲁棒性弱等问题,设计了基于期望前轮转角跟踪的分层式横向运动控制策略。以分布式电驱动承载平台为研究对象,基于各子系统的动力学分析和轮地作用关系分析,构建了完整的胶轮... 针对分布式电驱动承载平台轨迹跟踪控制存在高速跟踪精度低、鲁棒性弱等问题,设计了基于期望前轮转角跟踪的分层式横向运动控制策略。以分布式电驱动承载平台为研究对象,基于各子系统的动力学分析和轮地作用关系分析,构建了完整的胶轮、车体、电驱等模块的一体化动力学模型。通过构建上层模型预测控制(MPC)轨迹跟踪和下层转向电机转角控制的分层式运动控制策略,可实现承载平台横向位置的高精度控制。基于Simulink搭建承载平台整体动力学仿真模型,仿真结果表明:设计的横向运动控制策略在多级速度下均能高精度实现多场景轨迹跟踪;与滑模控制器相比,其控制精度提升了33%,控制稳定性显著提升。 展开更多
关键词 分布式电驱动承载平台 动力学建模 型预测控制 控制 轨迹跟踪
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耦合上装载荷的多轴车辆动力学建模与仿真
5
作者 李文浩 于会龙 +2 位作者 卢玉传 任延飞 席军强 《兵工学报》 北大核心 2025年第8期140-156,共17页
多轴轮式车辆动力学模型是新型车辆快速开发及车辆设计参数优化、控制算法搭建的基础。目前普遍采用商用软件搭建,其动力学方程及模型梯度信息难以获取,无法将其应用于整车全局设计与控制参数的动态优化,且现有商业软件及理论建模研究... 多轴轮式车辆动力学模型是新型车辆快速开发及车辆设计参数优化、控制算法搭建的基础。目前普遍采用商用软件搭建,其动力学方程及模型梯度信息难以获取,无法将其应用于整车全局设计与控制参数的动态优化,且现有商业软件及理论建模研究对上装载荷动力学影响考虑较少。针对上述问题,基于拉格朗日动力学,考虑簧下质量纵横向运动及上装载荷反作用力对整车动力学的影响,应用矢量化建模方法搭建8×8轮式车辆24自由度动力学模型,分别基于C++和M语言进行软件开发。在变加速、阶跃转向、双移线、正弦扫频等多种工况下与商业软件TruckSim进行全面对比。研究结果表明,自主开发的仿真模型其轮胎力、悬架力及空气阻力、纵横垂向运动等与商业软件高度一致,最大误差小于5%,验证了新方法的准确性。 展开更多
关键词 多轴轮式车辆 上装载荷 矢量化 动力学建模与仿真
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基于动力学建模的农机路径跟踪鲁棒滑模控制算法研究
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作者 葛志康 白晓平 +1 位作者 王卓 王枭雄 《农机化研究》 北大核心 2025年第8期1-9,共9页
为了解决无人农业车辆在复杂路面条件下作业时存在参数摄动、未知扰动而导致控制精度下降的问题,首先进行了农业轮式车辆侧向动力学分析,建立了考虑前视距离的车辆动力学模型;然后设计了一种基于系统未知参数边界条件的鲁棒滑模控制方法... 为了解决无人农业车辆在复杂路面条件下作业时存在参数摄动、未知扰动而导致控制精度下降的问题,首先进行了农业轮式车辆侧向动力学分析,建立了考虑前视距离的车辆动力学模型;然后设计了一种基于系统未知参数边界条件的鲁棒滑模控制方法,对系统参数大幅摄动、外部干扰和作业过程中的路面环境变化具有强鲁棒性,并且在实际应用时无需获取未知或难以测量的车辆动力学参数的精确值。田间试验结果表明:在路面条件发生突然变化的情况下,滑模控制方法的跟踪平均误差绝对值为0.1609 m,相对于状态反馈控制(State Feedback Control,SFC)方法提高了43.8%;跟踪误差绝对值极值为0.3650 m,相对于SFC控制方法提高了13.5%。在拖拉机以2.5 m/s的速度进行连续作业时,滑模控制方法跟踪平均误差绝对值为0.0980 m,最大偏差为0.2682 cm,标准差为0.1163,相比于SFC控制方法分别提升了34.80%、29.23%、40.27%,满足无人农业车辆在复杂环境下导航作业的实际需求。 展开更多
关键词 无人农机 路径跟踪 控制 鲁棒性 动力学建模
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海空跨域航行器动力学建模与入水轨迹优化
7
作者 董力阳 魏照宇 +1 位作者 姚宝恒 连琏 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第8期92-99,共8页
结合无人飞行器(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)和无人潜水器(Unmanned Underwater Vehicle,UUV)的特点,提出一种新型折叠翼海空跨域航行器(Unmanned Aerial-Underwater Vehicle,UAUV)。在常规潜水器动力学模型的基础上,推导UAUV入水过... 结合无人飞行器(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)和无人潜水器(Unmanned Underwater Vehicle,UUV)的特点,提出一种新型折叠翼海空跨域航行器(Unmanned Aerial-Underwater Vehicle,UAUV)。在常规潜水器动力学模型的基础上,推导UAUV入水过程中的时变水动力参数,得到完整的UAUV动力学模型。将UAUV的自由入水运动视为初值问题,以避免复杂的控制策略的切换,并对此问题进行优化求解,得到不同任务下最优初始俯仰角与攻角之间的关系。仿真结果表明,所建立的UAUV动力学模型合理,可以反映其入水运动的特征。 展开更多
关键词 海空跨域航行器 数值 动力学建模 入水分析 轨迹优化
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煤的微生物气化动力学建模研究
8
作者 朱柳 姚强岭 +3 位作者 朱沛霖 刁望杰 黄再兴 李学华 《煤炭学报》 北大核心 2025年第8期4054-4065,共12页
煤的微生物原位气化开采技术在未开采的遗留煤炭、原位煤层具有广阔的应用前景。为了更好地了解煤微生物气化过程,掌握煤微生物气化的关键影响因素,根据煤微生物气化的研究进展,建立了一个煤生物气化的动力学模型,模型包含煤降解的5个过... 煤的微生物原位气化开采技术在未开采的遗留煤炭、原位煤层具有广阔的应用前景。为了更好地了解煤微生物气化过程,掌握煤微生物气化的关键影响因素,根据煤微生物气化的研究进展,建立了一个煤生物气化的动力学模型,模型包含煤降解的5个过程,即煤的增溶、水解、产酸、产氢产乙酸和产甲烷。每个过程采用生化反应式表示,采用元素平衡和电子平衡确定生化反应方程化学计量数。采用Monod动力学方程来描述微生物的生长和死亡过程,同时考虑生物自身生长抑制和产物抑制。为校核该模型,在实验室开展了煤的厌氧发酵试验,利用试验获得产甲烷数据校核该模型。结果表明:建立的模型对煤的微生物气化和营养强化煤产甲烷过程均有较好的描述。对模型参数进行了敏感性分析,通过改变模型敏感性参数,分析中间参数变化规律和产甲烷特征。结果表明:煤炭初始物质的量浓度越大,甲烷产量越大,但存在一个最大浓度,超过该最优煤炭添加浓度将会抑制甲烷生产。煤炭溶解速度可以缩短煤产生物甲烷的启动时间,采用煤预处理的方法可提高煤的平衡溶解浓度,提高甲烷产量。微生物浓度同样影响煤产生物甲烷的特征。改变溶煤细菌和水解菌的初始浓度,可以缩短产气的延滞期,溶煤菌浓度增大10倍(1 mol/m^(3)至10 mol/m^(3)),延滞期可缩短83.33%,乙酸营养型产甲烷菌浓度影响最大产甲烷速率。添加蓝藻可以为微生物生长提供底物,同时也为产甲烷菌提供了产甲烷底物,显著提高模型的有机负荷率,提升甲烷产量,添加1.0、1.63、2.5、4.0 mol/m^(3)蓝藻,甲烷产量分别提升了12.9、20.8、27.7、54.3倍。研究结果丰富了煤炭微生物气化领域的数据建模方法,为该技术的实验室试验提供了重要的理论支撑和指导。同时,通过实验室试验与数值计算相结合的研究方法,可以提高对煤产生物甲烷机理的认识。 展开更多
关键词 流态化开采 煤的微生物气化 生物甲烷 动力学建模 营养强化
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音叉压电悬臂梁动力学建模及振动俘能特性分析
9
作者 马丽骞 曹东兴 詹昌海 《振动工程学报》 北大核心 2025年第5期984-993,共10页
环境振动能量采集技术可为物联网低功耗电子设备提供绿色无源自供电技术,针对传统平直悬臂梁俘能器结构固有频率高,俘能效率较低的不足,提出一类叉型悬臂梁结构用于环境中振动能量的采集,克服传统悬臂梁结构自由端部分因振动时应变较小... 环境振动能量采集技术可为物联网低功耗电子设备提供绿色无源自供电技术,针对传统平直悬臂梁俘能器结构固有频率高,俘能效率较低的不足,提出一类叉型悬臂梁结构用于环境中振动能量的采集,克服传统悬臂梁结构自由端部分因振动时应变较小而不利于能量采集的缺点,从而提升系统的俘能效率。利用Lagrange方程建立音叉压电悬臂梁在谐波激励下的动力学方程,求解系统固有频率,综合对比理论解析、有限元仿真和试验结果,分析了结构尺寸、附加质量块以及负载电阻对系统俘能特性的影响。结果表明:在悬臂梁结构自由端处引入分叉结构可以降低系统的固有频率,证明音叉压电悬臂梁俘能器更有利于低频环境振动俘能;在加速度激励幅值为0.5 m/s^(2)时,系统俘能输出功率峰值为7 mW;进一步优化结构,在自由端引入20 g附加质量块,系统俘能输出功率峰值提升至18 mW;设计压电俘能接口电路,采集转换的电能直接为LED灯(发光二极管)供电,可同时点亮50个LED灯。研究结果可为适配80 Hz以下的低频振动环境的能量采集以及实现低功耗物联网传感器的自供电设计提供理论支撑。 展开更多
关键词 音叉压电悬臂梁 环境振动利用 分叉结构 动力学建模 低频多 俘能试验
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基于bushing单元的滚动直线导轨结合部动力学建模
10
作者 何秀权 雷声 毛宽民 《振动工程学报》 北大核心 2025年第4期697-705,共9页
根据滚动直线导轨副的结构特性,提出基于bushing单元的滚动直线导轨结合部动力学建模方法,并通过算例仿真计算和实物实验,验证了利用bushing单元对滚动直线导轨动力学特性建模的有效性。基于零件的结合部能显著影响整体结构的动力学特... 根据滚动直线导轨副的结构特性,提出基于bushing单元的滚动直线导轨结合部动力学建模方法,并通过算例仿真计算和实物实验,验证了利用bushing单元对滚动直线导轨动力学特性建模的有效性。基于零件的结合部能显著影响整体结构的动力学特性的特点,采用子结构法与模型修正技术结合的方式,识别滚动直线导轨的bushing单元参数。通过构建哑铃状结构的仿真算例,对bushing单元参数进行仿真识别,以验证识别算法的准确性。以仿真算例的三维机械结构为基础,以含有单个滑块的哑铃状滚动直线导轨结构为实验对象,通过实物实验识别导轨的参数并验证模型的有效性。在以上仿真与实物实验的基础上,设计制造了含有4个滑块的滚动直线导轨机械结构,通过理论分析和模态实验对比,验证bushing单元建模的有效性和通用性。以专用轮毂环焊机的床身⁃滚动导轨移动平台结构为实验对象,进行工程应用验证。结果表明:采用bushing单元模拟滚动直线导轨滚动结合部的建模过程简单;相同模态振型的有限元分析与实验测试获得的前5阶模态频率对比表明,基于bushing单元的单滑块滚动直线导轨结构的固有频率误差不高于5%;基于bushing单元的四滑块滚动直线导轨结构固有频率误差不高于12%;基于bushing单元的环焊机床身滚动导轨移动平台结构的固有频率误差最高为11%。 展开更多
关键词 动力学建模 参数识别 滚动直线导轨 导轨结合部 bushing单元
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3-RCU/UCU波浪补偿并联机构动力学建模分析
11
作者 丁文柯 马宁 +1 位作者 胡锦峰 吴金波 《舰船科学技术》 北大核心 2025年第15期65-71,共7页
为提高海上波浪补偿条件下的承载能力,本文在3-RCU并联机构中引入承重UCU分支,构建3-RCU/UCU型并联机构。在分析各机构运动学的基础上,运用凯恩方程建立以任务空间矢量为输入,关节空间驱动力为输出的动力学模型。根据分支绕轴线方向的... 为提高海上波浪补偿条件下的承载能力,本文在3-RCU并联机构中引入承重UCU分支,构建3-RCU/UCU型并联机构。在分析各机构运动学的基础上,运用凯恩方程建立以任务空间矢量为输入,关节空间驱动力为输出的动力学模型。根据分支绕轴线方向的惯量显著小于垂直轴线方向惯量这一情况,忽略绕自身轴线的旋转运动,从而在不影响建模精度的前提下显著降低了计算量。随后进行数值求解并与Adams模型结果对比,验证了本文模型准确性。分析动力学模型计算效率,结果表明本文所提建模方法有效降低了模型的计算量,使其适合用于基于动力学模型的运动控制策略设计。 展开更多
关键词 3-RCU并联机构 动力学建模 凯恩方程 计算效率分析
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考虑时变啮合刚度的行星滚柱丝杠动力学建模与振动特性分析
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作者 卢夏沁 陈换过 +2 位作者 吴建伟 彭雨浩 汤佳辉 《振动与冲击》 北大核心 2025年第11期119-128,138,共11页
针对行星滚柱丝杠(planetary roller screw mechanism,PRSM)动态特性研究中的不足,特别是对传动副啮合刚度时变特性和非线性因数考虑不充分的问题,提出了一种考虑间隙、摩擦阻尼和时变啮合刚度的PRSM“扭转-平移-轴向”动力学建模方法... 针对行星滚柱丝杠(planetary roller screw mechanism,PRSM)动态特性研究中的不足,特别是对传动副啮合刚度时变特性和非线性因数考虑不充分的问题,提出了一种考虑间隙、摩擦阻尼和时变啮合刚度的PRSM“扭转-平移-轴向”动力学建模方法。通过集中质量法构建动力学模型,基于达朗贝尔原理推导出运动微分方程;根据机构传动副特点,构建了齿轮副悬臂梁模型与螺纹副轴向刚度模型,结合势能法、直接刚度法和赫兹接触理论提取出啮合刚度参数。最后,采用Runge-Kutta数值积分法求解系统微分方程,通过与刚体动力学模型对比验证模型准确性,并获取了PRSM的振动特性。研究成果为PRSM的故障特性分析和智能诊断奠定了理论基础。 展开更多
关键词 行星滚柱丝杠(PRSM) 集中质量动力学建模 时变啮合刚度 动态特性分析
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基于ALE-ANCF方法的卷曲展开机构动力学建模与分析
13
作者 黄斐 袁婷婷 刘锦阳 《振动与冲击》 北大核心 2025年第2期131-142,共12页
针对含复杂的多区域接触的卷曲展开机构,该研究将其简化为带刚性转盘的变长度柔性构件,建立多体系统动力学模型,以实现高效仿真。首先,基于任意拉格朗日-欧拉描述的绝对节点坐标法对变长度梁进行建模;然后,将复杂接触问题简化为移动边... 针对含复杂的多区域接触的卷曲展开机构,该研究将其简化为带刚性转盘的变长度柔性构件,建立多体系统动力学模型,以实现高效仿真。首先,基于任意拉格朗日-欧拉描述的绝对节点坐标法对变长度梁进行建模;然后,将复杂接触问题简化为移动边界的约束关系,给出一种增删节点处理方法,有效解决了单元长度变化引起的奇异和精度问题,在此基础上建立了刚-柔耦合多体系统的动力学模型,用隐式算法实现了动力学方程的数值求解。通过滑绳和动滑轮算例验证了建模方法的有效性;最后,建立了卷曲机构充气展开系统的简化动力学模型,该模型采用任意拉格朗日-欧拉法移动网格实时跟踪卷曲机构的位置,精准捕捉移动边界点,从而高效确定接触行为。分析了气压力与黏附力对展开动力学特性的影响,通过控制黏附力分布,实现了卷曲机构的匀速展开,对工程实际具有参考价值。 展开更多
关键词 变长度梁 任意拉格朗日-欧拉描述的绝对节点坐标法 卷曲展开机构 动力学建模 移动边界约束方程
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基于Adams二次开发的导气式转膛自动机动力学建模与分析
14
作者 丁传俊 郭飞 +1 位作者 李浩 孙天云 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第1期63-68,共6页
为了提高导气式转膛自动机发射动力学模型的建模准确性和效率,提出了2种基于Adams二次开发的建模方法。通过综合利用Sfosub、Sysfnc和Reqsub子程序,实现内弹道和导气室参数在Adams中的耦合求解和对外输出。通过编写建模宏命令,一次性地... 为了提高导气式转膛自动机发射动力学模型的建模准确性和效率,提出了2种基于Adams二次开发的建模方法。通过综合利用Sfosub、Sysfnc和Reqsub子程序,实现内弹道和导气室参数在Adams中的耦合求解和对外输出。通过编写建模宏命令,一次性地完成三维模型导入、铰与接触建立、内弹道子程序调用和提交计算等全部建模操作,极大地提高了建模效率。结果显示该方法建模效率高,能够反映自动机实际运动规律,具备推广应用价值。 展开更多
关键词 兵器科学与技术 ADAMS 二次开发 导气式转膛自动机 动力学建模
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薄膜天线航天器刚-柔-热耦合动力学建模与复合控制研究
15
作者 陈呈 刘翔 《应用数学和力学》 北大核心 2025年第3期283-297,共15页
大型空间薄膜天线在深空探测、天基预警、对地观测等领域具有广阔的应用前景.由于薄膜天线具有大、轻、柔的显著特征,其动力学与控制问题十分复杂且突出.与此同时,由于天线工作性能的需求,天线在轨运行时必须保持极高的指向精度和形面精... 大型空间薄膜天线在深空探测、天基预警、对地观测等领域具有广阔的应用前景.由于薄膜天线具有大、轻、柔的显著特征,其动力学与控制问题十分复杂且突出.与此同时,由于天线工作性能的需求,天线在轨运行时必须保持极高的指向精度和形面精度.这就要求我们对薄膜航天器进行精细的动力学分析与有效的主动控制设计.该文针对一类平面张拉式薄膜天线进行刚-柔-热耦合动力学建模与复合控制问题的研究.首先,基于非线性有限元方法建立了薄膜天线结构的非线性动力学模型,并对该模型进行了模型降阶.然后,基于非线性降阶模型并考虑空间热环境的影响,采用混合坐标法建立了航天器的刚-柔-热耦合动力学模型.最后,采用合力合成控制方法结合拉索作动的非线性振动控制策略,对航天器的姿态运动和非线性振动进行了同步、复合控制. 展开更多
关键词 薄膜天线 刚-柔-热耦合动力学建模 非线性振动 复合控制
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晶圆校准器吸盘动力学建模与残余振动优化
16
作者 刘暾东 唐之晨 +2 位作者 王若宇 陈锃琰 刘长胜 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第1期227-235,共9页
晶圆校准器是确保晶圆在加工过程实现精准定位的重要设备,其定位精度易受晶圆校准器吸盘高速旋转启停时加速度突变产生的残余振动影响。为解决这一问题,首先分析了晶圆校准器吸盘表面的接触特性,建立晶圆校准器吸盘动力学数学模型,通过... 晶圆校准器是确保晶圆在加工过程实现精准定位的重要设备,其定位精度易受晶圆校准器吸盘高速旋转启停时加速度突变产生的残余振动影响。为解决这一问题,首先分析了晶圆校准器吸盘表面的接触特性,建立晶圆校准器吸盘动力学数学模型,通过仿真求解运动过程中晶圆与晶圆校准器吸盘的接触状态和形变情况。在此基础上,引入系统真空度与最大旋转速度、最大旋转加速度,获得在不同加加速度作用下晶圆的振幅与模态,求解加速度约束方程,进而利用三阶Bezier曲线构造对称的晶圆校准器速度曲线。同时,针对晶圆校准器电机在加速阶段与减速阶段的特性差异,基于Pareto多目标遗传算法优化对称速度曲线参数,构造非对称速度曲线,进一步抑制晶圆校准器吸盘的残余振动,提高晶圆校准器的定位精度和工作效率。最后,通过仿真实验验证了非对称速度曲线在工作效率上的改进;同时搭建了晶圆校准器实物装置,设计实物实验验证其相对于传统的速度曲线在定位精度和工作效率上的提升。实验结果表明:本文设计的非对称速度曲线充分考虑晶圆校准器吸盘动力学特性,与传统的速度曲线相比,可以有效减小吸盘残余振动,将校准器的定位精度提高至0.008 mm,缩短工作时间0.14 s,验证本文所提方法有效。 展开更多
关键词 晶圆校准器 动力学建模 残余振动优化
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基于动力学建模的滚动轴承全寿命周期退化模型 被引量:3
17
作者 梁先发 王义 +3 位作者 汤宝平 秦毅 陈谢义 张光耀 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第23期211-219,共9页
建立滚动轴承全寿命周期的仿真模型对于其退化性能分析和健康管理具有重要意义。然而,关于如何建立滚动轴承的全寿命周期物理模型的研究很少,为了更好地研究滚动轴承的退化规律,提出了一种基于动力学建模的滚动轴承全寿命周期退化模型... 建立滚动轴承全寿命周期的仿真模型对于其退化性能分析和健康管理具有重要意义。然而,关于如何建立滚动轴承的全寿命周期物理模型的研究很少,为了更好地研究滚动轴承的退化规律,提出了一种基于动力学建模的滚动轴承全寿命周期退化模型。首先,基于滚动轴承的结构参数和运动参数分别建立了滚动轴承内、外圈故障的四自由度动力学模型,并通过试验验证,验证了该模型的准确性;然后,构建了缺陷指数函数,最后将缺陷指数函数代入动力学模型中获得了滚动轴承全寿命周期退化模型。通过将仿真模型获得的全寿命周期退化振动信号与实测信号进行比较,验证了该退化模型的有效性。该研究成果对滚动轴承健康状态监测和寿命预测提供了理论支撑。 展开更多
关键词 滚动轴承 退化性能 动力学建模 缺陷指数函数 全寿命周期
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非惯性系下舰载稳定平台动力学建模与分析 被引量:6
18
作者 仇伟晗 牛安琪 +3 位作者 王生海 邱建超 范昆龙 陈海泉 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期186-194,共9页
为解决舰船在恶劣海况下产生的大幅度、多维度的不规则摇荡运动,提出了一种6-DOF并联平台隔离舰船运动的方案,并对该方案的动力学特性进行了深入研究。首先,基于矢量关系推导该平台构件在惯性坐标下的速度、Jacobi矩阵和能量方程式,由... 为解决舰船在恶劣海况下产生的大幅度、多维度的不规则摇荡运动,提出了一种6-DOF并联平台隔离舰船运动的方案,并对该方案的动力学特性进行了深入研究。首先,基于矢量关系推导该平台构件在惯性坐标下的速度、Jacobi矩阵和能量方程式,由拉格朗日方程和虚功原理得到其在非惯性系下的显式动力学方程。其次,利用Adams搭建该平台的虚拟缩比模型,采用P-M波谱和响应幅值算子模拟复杂海况下舰船的摇荡运动,基于SIMULINK软件实现MATLAB软件与Adams软件联合仿真。最后,计算分析5级海况下的运动实例,理论结果与仿真结果的驱动力误差在0.11%内,验证了本文动力学模型的正确性,且计算结果表明,平台可分别补偿船舶95.7%、97.7%和87.9%的横、纵和艏摇运动,验证了所提方案的有效性。研究结果对非惯性系下舰载稳定平台的动力学控制具有指导意义。 展开更多
关键词 非惯性系 拉格朗日动力学建模 虚功原理 显示动力学方程 联合仿真
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航空发动机整机动力学建模及模型确认 被引量:3
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作者 梁昊天 高东武 +3 位作者 尉询楷 王鑫 王浩 臧朝平 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1-13,共13页
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... 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,采用该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。 展开更多
关键词 航空发动机 动力学建模 连接结构 型确认
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绳牵引门式起重机器人动力学建模与分析 被引量:2
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作者 赵世龙 王生海 +3 位作者 李建 韩广冬 罗伟荣 陈海泉 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第32期13805-13812,共8页
由于传统的造船门式起重机难以控制吊具姿态,因此涉及空中翻身等复杂动作的精准组装作业成为难点。为提高船舶建造效率、减少建造周期,将绳牵引并联机器人应用至门式起重机吊装领域,并开发一种新型绳牵引起重机器人。首先,通过矢量封闭... 由于传统的造船门式起重机难以控制吊具姿态,因此涉及空中翻身等复杂动作的精准组装作业成为难点。为提高船舶建造效率、减少建造周期,将绳牵引并联机器人应用至门式起重机吊装领域,并开发一种新型绳牵引起重机器人。首先,通过矢量封闭理论对绳牵引起重机器人的运动学位置逆解进行分析,拟定吊具的运动轨迹,分析绳长的变化情况。其次,基于牛顿-欧拉法建立了绳牵引起重机器人的动力学模型,并采用绳索张力分布算法对绳索张力进行了优化。再次,通过MATLAB和ADAMS进行联合仿真。仿真结果表明:优化后的绳索张力光滑连续变化;在系统为开环的情况下,环形轨迹下绳长变化最大误差均值为46 mm;螺旋线轨迹下绳长变化最大误差均值为27 mm;往复运动轨迹误差比例均值为0.55%。最后,搭建了实验样机,实验条件下绳索张力误差比例在22%以内,验证了建立的动力学模型的准确性,为控制策略设计及样机开发提供了理论基础。 展开更多
关键词 绳牵引起重机器人 并联机构 动力学建模 张力优化 联合仿真
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