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基于混合规划策略的空间机械臂运动规划研究 被引量：20
1
作者 廖一寰 李道奎 唐国金 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期98-103,共6页
为改善自由漂浮机械臂对载体姿态无扰的运动规划的收敛性,提出一种基于Gauss伪谱方法和直接打靶法的混合规划策略。首先建立机械臂系统运动规划的数学模型,用Gauss伪谱方法将运动规划问题转化为带约束的非线性参数优化问题,采用遗传算... 为改善自由漂浮机械臂对载体姿态无扰的运动规划的收敛性,提出一种基于Gauss伪谱方法和直接打靶法的混合规划策略。首先建立机械臂系统运动规划的数学模型,用Gauss伪谱方法将运动规划问题转化为带约束的非线性参数优化问题,采用遗传算法初步定位全局最优解,然后将得到的解作为直接打靶法的初值,采用序列二次规划算法求出精确最优解,从而利用Gauss伪谱方法计算量小、直接打靶法精度高的特点,快速获得机械臂对载体姿态无扰的运动规律。数值仿真的结果表明该混合规划策略能够快速求解机械臂系统的无扰运动规划问题,且具有较好的收敛性与鲁棒性。 展开更多
关键词 运动规划 空间机械臂 Gauss伪谱方法 直接打靶法 ADAMS
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斜向弹性支撑飞船座椅缓冲性能 被引量：1
2
作者 谢燕 廖一寰 +1 位作者 雷勇军 李道奎 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1023-1027,共5页
当出现具有较大水平速度的斜冲击着陆工况时,飞船座椅头盆向冲击过载可能危及航天员生命安全。在现有的胸背向着陆冲击过载缓冲机构的基础上,引入座椅斜向弹性支撑模型,建立了斜向弹性支撑座椅缓冲系统的动力学模型。对具有较大水平速... 当出现具有较大水平速度的斜冲击着陆工况时,飞船座椅头盆向冲击过载可能危及航天员生命安全。在现有的胸背向着陆冲击过载缓冲机构的基础上,引入座椅斜向弹性支撑模型,建立了斜向弹性支撑座椅缓冲系统的动力学模型。对具有较大水平速度的斜冲击着陆工况的仿真结果表明,相比于现有的铰接支撑缓冲系统,适当参数组合下的斜向弹性支撑座椅缓冲系统能有效降低航天员头盆向冲击过载且不增加胸背向冲击过载;综合支撑角度、刚度和阻尼各个参数影响规律,可以得到优化的座椅设计方案。 展开更多
关键词 载人飞船 斜冲击 斜向弹性支撑座椅 胸背向载荷 头盆向载荷 着陆
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自由漂浮柔性机械臂系统的动力学建模与仿真 被引量：2
3
作者 廖一寰 李道奎 唐国金 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期29-33,共5页
动量矩守恒约束使自由漂浮柔性机械臂系统成为非完整系统,其动力学模型通常是难以求解的微分—代数方程,因此提出将机械臂系统等效为一个完整系统进行建模。假设载体存在姿态控制力矩,此时由于不存在动量矩守恒约束,系统变成一个完整系... 动量矩守恒约束使自由漂浮柔性机械臂系统成为非完整系统,其动力学模型通常是难以求解的微分—代数方程,因此提出将机械臂系统等效为一个完整系统进行建模。假设载体存在姿态控制力矩,此时由于不存在动量矩守恒约束,系统变成一个完整系统,采用Lagrange方法建立其动力学方程;令方程中载体的姿态控制力矩为零,即得到自由漂浮机械臂系统的动力学方程;采用数值方法求解动力学方程,并将动力学分析的结果与ADAMS中仿真的结果进行对比,验证了模型能够有效模拟自由漂浮柔性机械臂系统的动力学特性。 展开更多
关键词 柔性机械臂 动力学建模 非完整约束 ADAMS
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在轨发射有效载荷动力学仿真 被引量：1
4
作者 张磊 廖一寰 唐国金 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2008年第4期186-189,共4页
对有效载荷的在轨发射全过程进行了仿真。建立了发射装置的虚拟样机模型以及有效载荷与飞行器平台的动力学模型,将虚拟样机模型的计算结果输入动力学模型,分析了发射装置误差对有效载荷发射平稳性的影响,研究了发射后有效载荷的相对运... 对有效载荷的在轨发射全过程进行了仿真。建立了发射装置的虚拟样机模型以及有效载荷与飞行器平台的动力学模型,将虚拟样机模型的计算结果输入动力学模型,分析了发射装置误差对有效载荷发射平稳性的影响,研究了发射后有效载荷的相对运动轨迹的安全性。仿真结果表明,发射装置弹簧推力偏斜与有效载荷质心偏移是有效载荷产生较大出筒角速度的主要原因;在不同飞行器平台发射方位角条件下,有效载荷的相对运动轨迹均符合安全要求。 展开更多
关键词 在轨发射 动力学 虚拟样机 仿真
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应用一般解析解求解混合边界条件正交异性矩形板的振动问题
5
作者 杨端生 黄炎 廖一寰 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2010年第5期839-843,共5页
应用一般解析解求解混合边界条件矩形板的振动问题。一般解析解是一种能用于求解板各个边和各个角为任意边界条件的振动问题。首先将板分成若干部分,使每一部分仅为均匀的边界,每一部分的若干边为独立的可用边界条件确定。同时另外的若... 应用一般解析解求解混合边界条件矩形板的振动问题。一般解析解是一种能用于求解板各个边和各个角为任意边界条件的振动问题。首先将板分成若干部分,使每一部分仅为均匀的边界,每一部分的若干边为独立的可用边界条件确定。同时另外的若干边为与另一部分的边相连,则由连续性条件确定。由板的全部边界条件和连续性条件建立的方程式即可用于求解自然频率和振型。以板边一部分为简支,另一部分为平夹或自由为例进行计算,并与其他文献进行比较。 展开更多
关键词 正交异性矩形板 混合边界条件 振型 自然频率 一般解析解
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飞船返回舱座椅缓冲系统的改进与优化设计
6
作者 李道奎 廖一寰 +1 位作者 谢燕 唐国金 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第11期107-109,207,共4页
为改善返回舱座椅缓冲系统的性能,提出一种新的改进方案,将其脚部由铰接支撑改为斜置弹性支撑。在ADAMS中建立座椅缓冲系统的动力学模型,并采用参数化建模方法对斜置弹性支撑的参数进行优化设计。对优化后的座椅缓冲系统进行动力学仿真... 为改善返回舱座椅缓冲系统的性能,提出一种新的改进方案,将其脚部由铰接支撑改为斜置弹性支撑。在ADAMS中建立座椅缓冲系统的动力学模型,并采用参数化建模方法对斜置弹性支撑的参数进行优化设计。对优化后的座椅缓冲系统进行动力学仿真的结果表明,与改进前座椅系统的缓冲性能相比,优化后的座椅缓冲系统不仅没有增加胸背向冲击响应,而且显著改善了人体头盆向的冲击响应。 展开更多
关键词 座椅缓冲系统 优化设计 动力学仿真 ADAMS
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平推无扰曲线及其在机械臂无扰运动规划中的应用
7
作者 廖一寰 李道奎 唐国金 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2011年第5期573-578,共6页
为扩展对空间自由漂浮机械臂系统进行的载体姿态无扰运动规划的可解空间,提出一种新的运动规划方法.首先,首次提出一类平推无扰曲线,利用自由漂浮机械臂系统的非完整约束推导了平推无扰曲线满足的方程,并分析了平推无扰曲线的特性;其次... 为扩展对空间自由漂浮机械臂系统进行的载体姿态无扰运动规划的可解空间,提出一种新的运动规划方法.首先,首次提出一类平推无扰曲线,利用自由漂浮机械臂系统的非完整约束推导了平推无扰曲线满足的方程,并分析了平推无扰曲线的特性;其次,将满足载体姿态无扰的关节运动曲线分为两段,其中一段是经过目标点的平推无扰曲线,另一段是通过初始点并且和平推无扰曲线相交的一般无扰曲线;最后,基于Gauss伪谱法和直接打靶法的混合规划策略求解一般无扰曲线.数值计算的结果表明,本文提出的方法能够快速有效实现机械臂的无扰运动规划,并且该方法的可解空间几乎可以覆盖机械臂系统的整个工作空间. 展开更多
关键词 运动规划 空间机械臂 多体系统 无扰曲线
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