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多节履带式煤矿救援机器人机构及其动力学仿真
被引量:
4
1
作者
刘罡
刘玉斌
+2 位作者
赵杰
刘刚峰
朱磊
《高技术通讯》
CAS
CSCD
北大核心
2011年第1期83-87,共5页
为在煤矿事故复杂环境下及时获得事故现场信息,提出了一种可穿越狭窄空间、翻越较高障碍并可携带多种环境探测传感器的多节串联多履带式的新型煤矿救援机器入。采用递推形式的牛顿欧拉法建立了该机器入的动力学模型,并利用Maflab Func...
为在煤矿事故复杂环境下及时获得事故现场信息,提出了一种可穿越狭窄空间、翻越较高障碍并可携带多种环境探测传感器的多节串联多履带式的新型煤矿救援机器入。采用递推形式的牛顿欧拉法建立了该机器入的动力学模型,并利用Maflab Function模块进行了动力学仿真分析。分析结果表明,影响该机器人动力学特性的主要因素是其各单元之间的耦合作用、各单元的初始状态以及地面土壤参数,此结论为实现该机器人的控制提供了有效的依据。
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关键词
煤矿救援机器人
机构建模
动力学仿真
牛顿欧拉法
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职称材料
仿生鲔科机器鱼的多机体协同推进效率优化
被引量:
3
2
作者
张开升
刘浩田
+1 位作者
王强
张保成
《华南理工大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第7期109-115,122,共8页
推进效率是水下潜器装备运行的核心问题,对机器装备的现实应用具有至关重要的影响.针对仿鲔科鱼类研制的机器鱼,根据鲔科鱼类波状运动特征,将机器鱼体离散为由鱼体、尾鳍、胸鳍等部分组成的多刚体系统,结合鱼体所受外力载荷,运用牛顿欧...
推进效率是水下潜器装备运行的核心问题,对机器装备的现实应用具有至关重要的影响.针对仿鲔科鱼类研制的机器鱼,根据鲔科鱼类波状运动特征,将机器鱼体离散为由鱼体、尾鳍、胸鳍等部分组成的多刚体系统,结合鱼体所受外力载荷,运用牛顿欧拉法建立了机器鱼动力学模型.基于该动力学模型,开展了以提高机器鱼的推进效率为目标的鱼体运动参数优化设计,以机器鱼的巡游效率为目标、以鱼体各机体的运动参数为优化设计变量、选用遗传算法为优化算法,进行参数匹配优化;通过优化实现了机器鱼尾鳍、鱼体及胸鳍的多机体协同,提高了机器鱼的推进效率.针对优化匹配设计结果,进一步开展了机器鱼的运动学数值模拟仿真,结果表明机器鱼的巡游速度在数值上为鱼体长度的1. 415倍时,机器鱼的推进效率最高,其值达到最大值49. 9%.
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关键词
仿生
机器鱼
动力学模型
多机体协同
牛顿欧拉法
推进效率
遗传算法
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职称材料
超静超稳卫星碰振动力学建模
被引量:
3
3
作者
杨鸿杰
刘磊
+1 位作者
李新国
赵艳彬
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第8期861-869,共9页
针对分离式卫星载荷模块(PM)受到扰动时可能与服务模块(SM)发生碰撞的问题,综合音圈电机反电动势(back-EMF)和柔性线缆动力学的效应,基于牛顿欧拉法建立了分离式卫星(DFP)载荷模块动力学模型。基于Hertz接触理论,推导了分离式卫星碰撞...
针对分离式卫星载荷模块(PM)受到扰动时可能与服务模块(SM)发生碰撞的问题,综合音圈电机反电动势(back-EMF)和柔性线缆动力学的效应,基于牛顿欧拉法建立了分离式卫星(DFP)载荷模块动力学模型。基于Hertz接触理论,推导了分离式卫星碰撞过程中连续接触力模型,并分析了碰撞过程中产生的接触力对载荷模块指向精度和指向稳定度的影响。数值仿真结果表明,碰撞使得载荷模块指向精度和指向稳定度下降5个数量级,碰撞后载荷模块可再次恢复到超静超稳工作状态,恢复时间超过1400 s。本文建立的碰撞模型对研究分离式卫星碰撞规避和碰撞控制具有重要意义。
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关键词
分离式卫星
牛顿欧拉法
柔性线缆
碰撞
HERTZ接触理论
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职称材料
机构系统关节约束反力分析
被引量:
4
4
作者
敬谦
刘宏昭
王庚祥
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2019年第8期161-165,共5页
为了研究机构系统约束反力的计算方法,在考虑第一类拉格朗日方程中拉格朗日乘子与约束反力关系的基础上,明确了拉格朗日乘子项是广义约束力中各个约束所占的权重。通过拉格朗日增广法计算了机构系统中关节的反力,详述了每个关节对应关...
为了研究机构系统约束反力的计算方法,在考虑第一类拉格朗日方程中拉格朗日乘子与约束反力关系的基础上,明确了拉格朗日乘子项是广义约束力中各个约束所占的权重。通过拉格朗日增广法计算了机构系统中关节的反力,详述了每个关节对应关节反力的计算流程和筛选步骤。为了证明计算方法的正确性,利用牛顿欧拉法对所选研究对象的关节反力再次求解,并通过ADAMS仿真软件进行动力学仿真,将三种结果进行对比,验证了利用拉格朗日增广法计算机构对应关节反力时所用筛选方法的正确性。
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关键词
关节反力
拉格朗日乘子
牛顿欧拉法
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职称材料
空间碎片绳网捕获拖曳恒张力控制
被引量:
7
5
作者
卢山
姜泽华
刘禹
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第7期970-977,共8页
针对空间绳网系统捕获空间碎片后,在轨道转移过程中的精确控制问题,提出一种使用常值拉力将空间碎片拖曳至坟墓轨道的方法。首先,采用牛顿欧拉法建立绳系组合体动力学模型;其次,通过李雅普诺夫方法证明仅使用恒张力即可实现拖曳过程的...
针对空间绳网系统捕获空间碎片后,在轨道转移过程中的精确控制问题,提出一种使用常值拉力将空间碎片拖曳至坟墓轨道的方法。首先,采用牛顿欧拉法建立绳系组合体动力学模型;其次,通过李雅普诺夫方法证明仅使用恒张力即可实现拖曳过程的稳定控制;再次,提出采用常值拉力切换控制律抑制空间碎片的姿态章动,采用基于相平面控制原理的控制律抑制绳系组合体面内面外摆动,规避在轨道转移过程中系绳松弛造成缠绕、系绳张力过大造成断裂或两星接近发生碰撞等风险。最后,通过拖曳离轨全过程仿真分析,校验了所提出控制方法的有效性。
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关键词
空间碎片
绳系系统
牛顿欧拉法
常值拉力
相平面原理
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职称材料
绳驱准连续型机械臂的动力学研究
6
作者
黄玉平
贾龙飞
+2 位作者
郭亚星
陶云飞
郑继贵
《导弹与航天运载技术》
CSCD
北大核心
2021年第4期81-87,共7页
针对一种具有17个自由度的准连续型机械臂开展动力学研究,利用牛顿欧拉法建立动力学模型,并借助Matlab对机械臂进行动力学仿真,得到机械臂运动过程中,每个关节转动所需要的力矩,进而将力矩转换为驱动绳拉力。同时,针对关节力矩与驱动绳...
针对一种具有17个自由度的准连续型机械臂开展动力学研究,利用牛顿欧拉法建立动力学模型,并借助Matlab对机械臂进行动力学仿真,得到机械臂运动过程中,每个关节转动所需要的力矩,进而将力矩转换为驱动绳拉力。同时,针对关节力矩与驱动绳拉力之间的转换,优化了最优化模型中的目标函数,采用置信域算法解决了驱动绳拉力值曲线不光滑的问题,并通过降元进一步缩减了计算时间。
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关键词
准连续型机械臂
动力学
牛顿欧拉法
置信域算法
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职称材料
题名
多节履带式煤矿救援机器人机构及其动力学仿真
被引量:
4
1
作者
刘罡
刘玉斌
赵杰
刘刚峰
朱磊
机构
哈尔滨工业大学机器人技术与系统国家重点实验室
出处
《高技术通讯》
CAS
CSCD
北大核心
2011年第1期83-87,共5页
基金
863计划(2007AA041501)资助项目.
文摘
为在煤矿事故复杂环境下及时获得事故现场信息,提出了一种可穿越狭窄空间、翻越较高障碍并可携带多种环境探测传感器的多节串联多履带式的新型煤矿救援机器入。采用递推形式的牛顿欧拉法建立了该机器入的动力学模型,并利用Maflab Function模块进行了动力学仿真分析。分析结果表明,影响该机器人动力学特性的主要因素是其各单元之间的耦合作用、各单元的初始状态以及地面土壤参数,此结论为实现该机器人的控制提供了有效的依据。
关键词
煤矿救援机器人
机构建模
动力学仿真
牛顿欧拉法
Keywords
mine rescue robot, mechanism modeling, dynamics simulation, Newton-Euler method
分类号
TU623.5 [建筑科学—建筑技术科学]
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职称材料
题名
仿生鲔科机器鱼的多机体协同推进效率优化
被引量:
3
2
作者
张开升
刘浩田
王强
张保成
机构
中国海洋大学工程学院
出处
《华南理工大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第7期109-115,122,共8页
基金
山东省2017年重点研发计划项目(2017GHY15105)~~
文摘
推进效率是水下潜器装备运行的核心问题,对机器装备的现实应用具有至关重要的影响.针对仿鲔科鱼类研制的机器鱼,根据鲔科鱼类波状运动特征,将机器鱼体离散为由鱼体、尾鳍、胸鳍等部分组成的多刚体系统,结合鱼体所受外力载荷,运用牛顿欧拉法建立了机器鱼动力学模型.基于该动力学模型,开展了以提高机器鱼的推进效率为目标的鱼体运动参数优化设计,以机器鱼的巡游效率为目标、以鱼体各机体的运动参数为优化设计变量、选用遗传算法为优化算法,进行参数匹配优化;通过优化实现了机器鱼尾鳍、鱼体及胸鳍的多机体协同,提高了机器鱼的推进效率.针对优化匹配设计结果,进一步开展了机器鱼的运动学数值模拟仿真,结果表明机器鱼的巡游速度在数值上为鱼体长度的1. 415倍时,机器鱼的推进效率最高,其值达到最大值49. 9%.
关键词
仿生
机器鱼
动力学模型
多机体协同
牛顿欧拉法
推进效率
遗传算法
Keywords
bionic
fish robot
dynamic model
multi-body coordination
propulsion efficiency
Newton-Euler method
genetic algorithm
分类号
O346 [理学—固体力学]
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职称材料
题名
超静超稳卫星碰振动力学建模
被引量:
3
3
作者
杨鸿杰
刘磊
李新国
赵艳彬
机构
西北工业大学航天学院
陕西省空天飞行器设计重点实验室
上海卫星工程研究所
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第8期861-869,共9页
基金
国家自然科学基金(51675430)
国家重点研发计划(2016YFB0500803)
文摘
针对分离式卫星载荷模块(PM)受到扰动时可能与服务模块(SM)发生碰撞的问题,综合音圈电机反电动势(back-EMF)和柔性线缆动力学的效应,基于牛顿欧拉法建立了分离式卫星(DFP)载荷模块动力学模型。基于Hertz接触理论,推导了分离式卫星碰撞过程中连续接触力模型,并分析了碰撞过程中产生的接触力对载荷模块指向精度和指向稳定度的影响。数值仿真结果表明,碰撞使得载荷模块指向精度和指向稳定度下降5个数量级,碰撞后载荷模块可再次恢复到超静超稳工作状态,恢复时间超过1400 s。本文建立的碰撞模型对研究分离式卫星碰撞规避和碰撞控制具有重要意义。
关键词
分离式卫星
牛顿欧拉法
柔性线缆
碰撞
HERTZ接触理论
Keywords
Disturbance-free payload
Newton Euler method
Flexible cable
Collision
Hertz contact theory
分类号
V412.4 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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职称材料
题名
机构系统关节约束反力分析
被引量:
4
4
作者
敬谦
刘宏昭
王庚祥
机构
西安理工大学机械与精密仪器工程学院
陇东学院机械工程学院
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2019年第8期161-165,共5页
文摘
为了研究机构系统约束反力的计算方法,在考虑第一类拉格朗日方程中拉格朗日乘子与约束反力关系的基础上,明确了拉格朗日乘子项是广义约束力中各个约束所占的权重。通过拉格朗日增广法计算了机构系统中关节的反力,详述了每个关节对应关节反力的计算流程和筛选步骤。为了证明计算方法的正确性,利用牛顿欧拉法对所选研究对象的关节反力再次求解,并通过ADAMS仿真软件进行动力学仿真,将三种结果进行对比,验证了利用拉格朗日增广法计算机构对应关节反力时所用筛选方法的正确性。
关键词
关节反力
拉格朗日乘子
牛顿欧拉法
Keywords
reaction force
lagrange multiplier
Newton-Euler method
分类号
TH122 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
空间碎片绳网捕获拖曳恒张力控制
被引量:
7
5
作者
卢山
姜泽华
刘禹
机构
上海航天控制技术研究所
上海市空间智能控制技术重点实验室
出处
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第7期970-977,共8页
基金
上海市科技人才计划(17XD1420700)。
文摘
针对空间绳网系统捕获空间碎片后,在轨道转移过程中的精确控制问题,提出一种使用常值拉力将空间碎片拖曳至坟墓轨道的方法。首先,采用牛顿欧拉法建立绳系组合体动力学模型;其次,通过李雅普诺夫方法证明仅使用恒张力即可实现拖曳过程的稳定控制;再次,提出采用常值拉力切换控制律抑制空间碎片的姿态章动,采用基于相平面控制原理的控制律抑制绳系组合体面内面外摆动,规避在轨道转移过程中系绳松弛造成缠绕、系绳张力过大造成断裂或两星接近发生碰撞等风险。最后,通过拖曳离轨全过程仿真分析,校验了所提出控制方法的有效性。
关键词
空间碎片
绳系系统
牛顿欧拉法
常值拉力
相平面原理
Keywords
Space debris
Tether system
Newton-Euler method
Constant tension
Phase plane principle
分类号
V448.2 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
绳驱准连续型机械臂的动力学研究
6
作者
黄玉平
贾龙飞
郭亚星
陶云飞
郑继贵
机构
北京精密机电设备研究所
航天伺服驱动与传动技术实验室
出处
《导弹与航天运载技术》
CSCD
北大核心
2021年第4期81-87,共7页
文摘
针对一种具有17个自由度的准连续型机械臂开展动力学研究,利用牛顿欧拉法建立动力学模型,并借助Matlab对机械臂进行动力学仿真,得到机械臂运动过程中,每个关节转动所需要的力矩,进而将力矩转换为驱动绳拉力。同时,针对关节力矩与驱动绳拉力之间的转换,优化了最优化模型中的目标函数,采用置信域算法解决了驱动绳拉力值曲线不光滑的问题,并通过降元进一步缩减了计算时间。
关键词
准连续型机械臂
动力学
牛顿欧拉法
置信域算法
Keywords
quasi-continuous manipulator
dynamics
Newton Euler method
trust-region algorithm
分类号
TM351 [电气工程—电机]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
多节履带式煤矿救援机器人机构及其动力学仿真
刘罡
刘玉斌
赵杰
刘刚峰
朱磊
《高技术通讯》
CAS
CSCD
北大核心
2011
4
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职称材料
2
仿生鲔科机器鱼的多机体协同推进效率优化
张开升
刘浩田
王强
张保成
《华南理工大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
3
在线阅读
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职称材料
3
超静超稳卫星碰振动力学建模
杨鸿杰
刘磊
李新国
赵艳彬
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
3
在线阅读
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职称材料
4
机构系统关节约束反力分析
敬谦
刘宏昭
王庚祥
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2019
4
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下载PDF
职称材料
5
空间碎片绳网捕获拖曳恒张力控制
卢山
姜泽华
刘禹
《宇航学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
7
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职称材料
6
绳驱准连续型机械臂的动力学研究
黄玉平
贾龙飞
郭亚星
陶云飞
郑继贵
《导弹与航天运载技术》
CSCD
北大核心
2021
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