SE(3)上姿轨耦合航天器高精度快速终端滑模控制 被引量：11

1

作者 张剑桥 叶东 孙兆伟 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第2期176-184,共9页

针对编队飞行航天器姿轨耦合一体化控制问题,本文提出了一种高精度快速收敛的滑模控制方法。首先,建立了以Lie群SE(3)上指数坐标表示航天器位置和姿态跟踪误差的相对耦合动力学模型。然后以该指数坐标和速度跟踪误差定义的滑模面,设计... 针对编队飞行航天器姿轨耦合一体化控制问题,本文提出了一种高精度快速收敛的滑模控制方法。首先,建立了以Lie群SE(3)上指数坐标表示航天器位置和姿态跟踪误差的相对耦合动力学模型。然后以该指数坐标和速度跟踪误差定义的滑模面,设计了一种新型的基于切比雪夫神经网络(CNN)的非奇异快速终端滑模控制器(NFTSMC),实现了跟踪航天器对目标航天器的有限时间跟踪控制,并基于Lyapunov方法证明了系统的稳定性。该控制器无需显式的相对参考状态,不仅能保证滑模到达阶段和滑动阶段的有限时间稳定性,还由于引入仅需期望信号具有强逼近能力的CNN在线自适应估计系统总扰动而获得了较高的控制精度。最后,对主从模式的编队飞行航天器进行了仿真分析,结果表明该方法是有效可行的。 展开更多

关键词 耦合动力学模型 Lie群SE(3) 非奇异快速终端滑模 切比雪夫神经网络 高精度

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基于降低走行轮偏磨损的单轨车辆结构参数优化研究 被引量：7

2

作者 文孝霞 杜子学 +2 位作者 许舟洲 李云川 杨震 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2016年第12期9-15,93,共8页

针对跨座式单轨车辆走行轮偏磨损严重问题,建立了具有三向附着接触对的跨座式单轨车辆空间耦合动力学模型,以单轨车辆走行轮至转向架结构中心距、导向轮与稳定轮定距作为设计变量,确定了使车辆具有良好通行性和运行稳定性的约束条件,建... 针对跨座式单轨车辆走行轮偏磨损严重问题,建立了具有三向附着接触对的跨座式单轨车辆空间耦合动力学模型,以单轨车辆走行轮至转向架结构中心距、导向轮与稳定轮定距作为设计变量,确定了使车辆具有良好通行性和运行稳定性的约束条件,建立了以与走行轮偏磨损成正比的走行轮侧倾角和侧偏角为双目标的优化数学模型。以第二代非劣排序遗传算法为优化方法,在单轨车辆曲线通过工况下,进行了以降低走行轮偏磨损为目的的双目标优化研究,并从参数优化匹配角度,提出了抑制走行轮偏磨损的控制方法。优化结果表明:在满足给定约束条件下,当单轨车辆走行轮至转向架结构中心距、导向轮及稳定轮定距等参数达到最优解时,各走行轮侧倾角、侧偏角及侧偏力均有一定幅度的下降,从而改善了走行轮偏磨损情况。 展开更多

关键词 单轨车辆 耦合动力学模型 结构参数 走行轮 偏磨损 优化

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汽车驾驶机器人纵横向运动模糊PID协调控制

3

作者 宋小芹 王照良 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第12期188-192,共5页

车辆的操纵受到诸多因素的影响,包括其自身动力学限制、传感器的误差以及周围环境的变化等,导致在控制执行过程中出现偏差,对机器人的操纵性能产生影响。因此,提出汽车自动驾驶机器人模糊PID协调控制方法。基于汽车驾驶机器人系统结构,... 车辆的操纵受到诸多因素的影响,包括其自身动力学限制、传感器的误差以及周围环境的变化等,导致在控制执行过程中出现偏差,对机器人的操纵性能产生影响。因此,提出汽车自动驾驶机器人模糊PID协调控制方法。基于汽车驾驶机器人系统结构,从纵、横向操纵动力学方程两方面,建立耦合动力学模型,并采用模糊PID自适应控制策略控制换挡机械手。在机器人动力学模型的基础上获取电机转矩的期望值,并设计速度控制器,根据电机的当前速度和期望速度,调整电机的输入电流,从而改变电机的转速,实现汽车自动驾驶机器人模糊PID协调控制。实验结果表明:所提方法在换挡测试和速度测试中,X轴位移在(20~80)mm之间、关节驱动力矩(20100~20800)N·mm之间、速度变化曲线在(5~35)km/h之间,且控制曲线与期望值一致。 展开更多

关键词 驾驶机器人 纵横向运动 耦合动力学模型 模糊PID自适应控制

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复杂耦合网络交通动力学模型研究

4

作者 马金龙 李敏 《河北工业科技》 CAS 2023年第5期339-344,共6页

为了准确反映网络的交通行为,提出一种基于复杂耦合网络的改进交通动力学模型。对双层结构耦合网络的信息产生和传递情况进行分析,并探讨了复杂耦合网络信息交通过程的特征,引入层间控制参数和层内控制参数分别控制不同层之间信息传递... 为了准确反映网络的交通行为,提出一种基于复杂耦合网络的改进交通动力学模型。对双层结构耦合网络的信息产生和传递情况进行分析,并探讨了复杂耦合网络信息交通过程的特征,引入层间控制参数和层内控制参数分别控制不同层之间信息传递的速度和路径选择,重点考虑了层间传递信息的损耗代价情况。在所提动力学模型的基础上,研究了耦合网络中信息交通过程涌现出的统计学特征。结果表明:提出的耦合网络交通动力学模型中所有节点都能够产生和传递信息,随着层内控制参数的增大,网络交通容量出现先增大后减小的变化趋势,当层内控制参数为3.8时,耦合网络交通容量达到最大。研究结果对交通网络中的拥塞问题的缓解具有指导意义,可以通过调整控制参数来增大网络的交通容量。 展开更多

关键词 系统建模 耦合网络 交通动力学模型 网络交通容量 网络拥塞

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刚性接触网不同跨距的弓网动态性能分析

5

作者 黄强 王英 《电气化铁道》 2022年第S01期58-61,70,共5页

为研究刚性接触网不同跨距的弓网动态性能,建立受电弓与刚性接触网的耦合动力学模型,对刚性接触网3种跨距进行不同运行速度下的弓网接触力仿真,选取弓网接触力数据的最大值、最小值、平均值、标准偏差、0.3倍平均接触力减标准偏差作为... 为研究刚性接触网不同跨距的弓网动态性能,建立受电弓与刚性接触网的耦合动力学模型,对刚性接触网3种跨距进行不同运行速度下的弓网接触力仿真,选取弓网接触力数据的最大值、最小值、平均值、标准偏差、0.3倍平均接触力减标准偏差作为弓网动态特性的性能指标进行比较分析。通过分析比较弓网动态特性的性能指标得出,在运行速度小于等于160 km/h的范围内,3种跨距中8 m跨距的弓网动态性能最优。 展开更多

关键词 刚性接触网 耦合动力学模型 跨距 运行时速 动态特性

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车辆悬架零部件载荷谱提取方法研究 被引量：12

6

作者 董国疆 颜峰 +1 位作者 韩杰 郎玉玲 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期103-110,共8页

优选载荷谱提取方法是提高汽车悬架零部件疲劳性能分析精度的关键。基于此,以某紧凑型SUV和某中级轿车为测试车型,通过实车试验场强化路面和室内振动台架试验采集得到轮心六分力和悬架多个监测部位的加速度、位移响应信号;实测整车参数... 优选载荷谱提取方法是提高汽车悬架零部件疲劳性能分析精度的关键。基于此,以某紧凑型SUV和某中级轿车为测试车型,通过实车试验场强化路面和室内振动台架试验采集得到轮心六分力和悬架多个监测部位的加速度、位移响应信号;实测整车参数并在ADAMS软件中建立整车刚柔耦合动力学模型;采用虚拟迭代法和约束加载法对多种振动台工况进行仿真,获取整车模型中监测点响应数据;在时域和均方根值两方面对比分析车身和悬架监测点的仿真与实测曲线。研究表明:约束加载法更适用于高频率、低幅值振动工况;虚拟迭代法相比约束加载法适用范围更广、仿真精度更高,但更耗时;同时,通过试验场搓板路和长波路工况验证了上述结论,分别使用虚拟迭代和约束加载两种方法提取了转向节载荷谱,基于伪损伤值分析了结果差异,并且发现约束加载法提取的载荷谱分析转向节疲劳寿命较虚拟迭代法保守。 展开更多

关键词 载荷谱 多体动力学仿真 虚拟迭代 约束加载 伪损伤值

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中低速磁浮系统起浮阶段的振动特性分析 被引量：7

7

作者 陆海英 韩霄翰 +3 位作者 李忠继 何翔 刘开成 陈志贤 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期318-324,共7页

为了研究电磁悬浮(EMS)中低速磁浮系统在起浮阶段的悬浮稳定性问题,建立了"车辆-电磁-轨道梁"耦合系统动力学模型。利用仿真模型分析了EMS中低速磁浮系统在起浮阶段的振动响应特性,对比分析了弹性梁与刚性梁的振动差别,仿真... 为了研究电磁悬浮(EMS)中低速磁浮系统在起浮阶段的悬浮稳定性问题,建立了"车辆-电磁-轨道梁"耦合系统动力学模型。利用仿真模型分析了EMS中低速磁浮系统在起浮阶段的振动响应特性,对比分析了弹性梁与刚性梁的振动差别,仿真分析了单级悬浮控制与双级悬浮控制的效果差异。结果表明:EMS中低速磁浮列车在弹性轨道梁上起浮时,容易发生悬浮失稳的异常振动现象,原因是单级悬浮控制模式的悬浮架自激振动频率激发了弹性轨道梁的固有频率,从而诱发了车轨剧烈耦合共振;提高轨道梁刚度或采用双级悬浮控制器模式,可以缓解EMS中低速磁浮系统起浮阶段异常振动引起的悬浮失稳现象。 展开更多

关键词 车轨耦合振动 电磁悬浮 中低速磁浮 动力学模型 悬浮控制器

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基于虚拟迭代的装载机后处理支架载荷谱获取方法 被引量：4

8

作者 付春雨 曾超 +2 位作者 刘宏杰 刘伦伦 程市 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2021年第1期17-21,共5页

在对整车或复杂零/部件结构进行疲劳寿命预测分析时,连接位置处的载荷谱获取是一大难点。针对这一难点,设计了试验与仿真相结合的方案:首先进行加速度信号采集试验;然后基于实测悬置软垫的特性参数,利用ADAMS软件建立发动机后处理系统... 在对整车或复杂零/部件结构进行疲劳寿命预测分析时,连接位置处的载荷谱获取是一大难点。针对这一难点,设计了试验与仿真相结合的方案:首先进行加速度信号采集试验;然后基于实测悬置软垫的特性参数,利用ADAMS软件建立发动机后处理系统的刚柔耦合多体动力学模型;最后借助Femfat_Lab与ADAMS软件进行联合仿真,将试验采集到的装载机后处理支架悬置软垫附近加速度信号作为目标响应信号,通过虚拟迭代的方法反求位移激励信号,驱动刚柔耦合多体动力学模型求得连接位置处较准确的载荷谱数据。某型号装载机后处理支架的虚拟迭代结果验证了该方案的合理性与准确性。 展开更多

关键词 载荷谱 刚柔耦合多体动力学模型 后处理支架 虚拟迭代

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基于轴箱振动与动力学模型驱动的高速列车车轮失圆状态识别方法 被引量：2

9

作者 邓磊鑫 谢清林 +1 位作者 陶功权 温泽峰 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期110-121,共12页

针对高速列车车轮失圆识别难以兼顾效率与精度问题,提出一种基于轴箱振动与动力学模型的高速列车车轮失圆状态智能识别方法。首先,利用静态检测设备采集车轮非圆原始数据,提出一种数据增强技术构建车轮非圆增强数据集。其次,将增强数据... 针对高速列车车轮失圆识别难以兼顾效率与精度问题,提出一种基于轴箱振动与动力学模型的高速列车车轮失圆状态智能识别方法。首先,利用静态检测设备采集车轮非圆原始数据,提出一种数据增强技术构建车轮非圆增强数据集。其次,将增强数据集输入至高速列车车辆—轨道耦合动力学模型,获取车轮不同失圆状态下轴箱振动样本集。最后,通过构建恰当结构与配置参数的一维卷积神经网络(1-dimensional convolutional neural network,1-DCNN),可对轴箱振动信号进行自适应特征提取,实现对车轮失圆状态的智能识别分类。结果表明:提出的车轮失圆状态智能识别方法能实现正常车轮、多边形车轮、擦伤车轮、随机非圆化车轮与局部缺陷车轮5类车轮失圆状态的智能分类,准确率达99.2%(标准差为0.05),且单个样本平均识别耗时为0.4 ms。结合现场试验,所提方法对实测轴箱振动具有较好识别能力,测试精度为95%。与经典的SVM和BP神经网络相比,1-DCNN模型具有更高的识别准确度。 展开更多

关键词 车轮失圆 车辆—轨道耦合动力学模型 轴箱振动 数据增强 一维卷积神经网络

原文传递

基于刚柔耦合动力学的玻璃升降器多目标优化研究 被引量：2

10

作者 罗坤 陈梓铭 +2 位作者 吴云龙 曾刚 李落星 《机电工程》 CAS 北大核心 2019年第8期814-818,共5页

针对某SUV车型的前车窗玻璃在运动过程中发生卡滞的问题,建立了绳轮式玻璃升降器的刚柔耦合多体动力学模型,对玻璃偏转位移、钢丝绳拉力等性能指标进行了研究。通过升降器试验台架对模型精度进行了验证,然后对导轨位置、尼槽阻力和水切... 针对某SUV车型的前车窗玻璃在运动过程中发生卡滞的问题,建立了绳轮式玻璃升降器的刚柔耦合多体动力学模型,对玻璃偏转位移、钢丝绳拉力等性能指标进行了研究。通过升降器试验台架对模型精度进行了验证,然后对导轨位置、尼槽阻力和水切条阻力等影响因素进行了参数化建模;结合Isight中的拉丁超立方设计方法进行了试验设计,并建立了各指标的二阶响应面近似模型;基于该响应面模型,采用第二代非支配遗传算法对玻璃升降器的性能指标进行了优化。优化结果表明:玻璃卡滞现象消失,玻璃上测点偏转位移、下测点偏转位移、钢丝绳拉力分别降低了47.6%、33.3%、9.6%;在满足玻璃上升时间的条件下,该优化显著提升了玻璃升降器的运动性能。 展开更多

关键词 玻璃升降器 刚柔耦合 多体动力学模型 多目标优化 试验设计 遗传算法

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非平衡吸附模型在研究渗滤液对土壤污染影响中的应用 被引量：4

11

作者 陈记文 薛强 +1 位作者 刘磊 赵颖 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期2186-2190,共5页

分析了有机污染物在土壤中的迁移转化机理,建立了非平衡吸附作用下渗滤液中有机污染物在土壤中迁移转化的动力学模型,给出了模型的数值解法,模拟出渗滤液在非平衡吸附作用下的污染过程;同时还探讨了模型参数降雨量p,垃圾土土层的厚度h,... 分析了有机污染物在土壤中的迁移转化机理,建立了非平衡吸附作用下渗滤液中有机污染物在土壤中迁移转化的动力学模型,给出了模型的数值解法,模拟出渗滤液在非平衡吸附作用下的污染过程;同时还探讨了模型参数降雨量p,垃圾土土层的厚度h,含水率θ等对有机污染物运移的影响。结果表明:在总的污染源一定的情况下,降雨量的增大和污染土层厚度的增大会使得下层土壤中有机物的浓度降低,为定量研究有机污染物在土壤-水环境系统中分配与归宿提供理论依据,同时也可为监测、治理和恢复地下水污染提供一定的科学根据。 展开更多

关键词 垃圾渗滤液 有机污染物 耦合动力学数学模型 数值模拟 非平衡吸附模型

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带柔性部件卫星耦合动力学建模理论及仿真 被引量：4

12

作者 蒋丽忠 洪嘉振 《宇航学报》 EI CSCD 北大核心 2000年第3期39-44,共6页

本文利用Jourdain速度变分原理和集中质量有限元法建立了太阳帆板变形运动与星体大范围刚体运动之间相互耦合的程式化动力学方程 ;用数值方法仿真了系统的动力学性能 ,给出了三种卫星动力学模型并比较了三种卫星动力学模型之间的差异 ;... 本文利用Jourdain速度变分原理和集中质量有限元法建立了太阳帆板变形运动与星体大范围刚体运动之间相互耦合的程式化动力学方程 ;用数值方法仿真了系统的动力学性能 ,给出了三种卫星动力学模型并比较了三种卫星动力学模型之间的差异 ;指出了目前工程实际中所用动力学模型的不足 。 展开更多

关键词 带柔性部件卫星 耦合动力学 太阳能电池帆板

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