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倒立摆系统的Lagrange方程建模与模糊控制 被引量：58
1
作者 宋君烈 肖军 徐心和 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期333-337,共5页
针对多变量、非线性和强耦合性的倒立摆系统 ,采用分析力学中的Lagrange方程来建立其动力学方程 ,并提出一种基于模糊组合变量的控制方法·研究结果表明 ,利用分析动力学方法来建立倒立摆系统的数学模型可以大大降低建模的复杂性 。
关键词 lagrange方程 自动控制 倒立摆 模糊控制 数学模型
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3自由度并联机器人的运动学与动力学分析 被引量：73
2
作者 刘善增 余跃庆 +2 位作者 佀国宁 杨建新 苏丽颖 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期11-17,共7页
对一种空间3自由度并联机器人(3-RRS并联机器人)进行运动学和动力学分析。此并联机器人的机构由一个动平台和一个静平台通过3个同样的转动副—转动副—球面副的支链组成。完全描述此并联机器人动平台的位置和姿态需要6个变量,即平台上... 对一种空间3自由度并联机器人(3-RRS并联机器人)进行运动学和动力学分析。此并联机器人的机构由一个动平台和一个静平台通过3个同样的转动副—转动副—球面副的支链组成。完全描述此并联机器人动平台的位置和姿态需要6个变量,即平台上一参考点的3个位移和3个转角。由于此并联机器人拥有2个转动自由度和1个移动自由度,所以,在动平台的6个位姿变量中只有3个变量是独立的。首先,推导此种并联机器人动平台的6个位姿参数之间的约束关系,给出这些变量之间的解析表达式。然后,基于Lagrange方程建立此并联机器人的动力学模型。在此基础上,通过算例分析驱动构件角速度、驱动力/力矩和能耗的变化规律。这些内容为进一步研究此种空间并联机器人的动态性能、机构优化设计和系统控制等都有非常重要的意义。 展开更多
关键词 并联机器人 运动学 动力学 lagrange方程 位姿
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多体系统Lagrange方程数值算法的研究进展 被引量：24
3
作者 王琪 陆启韶 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2001年第1期9-17,共9页
Ｌａｇｒａｎｇｅ方法是建立多体系统动力学方程的普遍方法之一，其方程的形式为常微分方程组或微分一代数方程组，数值计算与数值分析是研究多体系统动力学特性的重要方法．本文简要介绍了多体系统动力学方程的第一、二类Ｌａｇｒａｎ... Ｌａｇｒａｎｇｅ方法是建立多体系统动力学方程的普遍方法之一，其方程的形式为常微分方程组或微分一代数方程组，数值计算与数值分析是研究多体系统动力学特性的重要方法．本文简要介绍了多体系统动力学方程的第一、二类Ｌａｇｒａｎｇｅ方程和修正的Ｌａｇｌａｎｇｅ方程的基本形式及这些方程的正则形式，着重介绍了正则方程在数值计算中的特点，就多体系统Ｌａｇｒａｎｇｅ方程的隐式算法、辛算法和多体系统动力学特性的数值分析方法（包括数值仿真、Ｐｏｉｎｃａｘ６映射和ＬｙａＰｕｎｏｖ指数的计算方法）的研究现状进行了综述． 展开更多
关键词 多体系统 lagrange方程 数值方法 非线性动力学
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基于Lagrange方程建模的单级旋转倒立摆控制 被引量：20
4
作者 吴爱国 张小明 张钊 《中国工程科学》 2005年第10期11-15,共5页
介绍一种新型单级旋转倒立摆系统的构成,通过对其动力学特性的分析建立了基于Lagrange方程的数学模型。在平衡点附近给出系统的线性化模型,对系统的稳定性、能控性和能观性进行了分析。利用线性二次型最优控制策略LQR方法设计了控制器,... 介绍一种新型单级旋转倒立摆系统的构成,通过对其动力学特性的分析建立了基于Lagrange方程的数学模型。在平衡点附近给出系统的线性化模型,对系统的稳定性、能控性和能观性进行了分析。利用线性二次型最优控制策略LQR方法设计了控制器,并在仿真实验和实物实验中实现了倒立摆的平衡控制。实验表明,系统稳定性好、鲁棒性较强。 展开更多
关键词 旋转倒立摆 lagrange方程 最优控制策略LQR
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完整系统三阶Lagrange方程的一种推导与讨论 被引量：21
5
作者 马善钧 徐学翔 +1 位作者 黄沛天 胡利云 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第11期3648-3651,共4页
从牛顿运动方程出发 ,推导了完整系统关于广义加速度的Lagrange方程 .讨论了该方程与传统分析力学中的Lagrange方程的相容性问题 .结果显示 ,三阶Lagrange方程可以通过对Lagrange方程求一阶时间导数得到 ,表明它们是相容的 .
关键词 完整系统 lagrange方程 分析力学 推导 导数 牛顿运动方程 物体运动 途径 传统 加速度
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新型驱动冗余并联机构动力学建模及简化分析 被引量：23
6
作者 牛雪梅 高国琴 +1 位作者 刘辛军 鲍智达 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第19期41-49,共9页
动力学模型是进行动力学特性分析的基础,同时也是实现机构高精度时实控制的前提。以一种新型驱动冗余并联机构为研究对象,采用Lagrange方程法建立了基于工作空间的动力学模型,并借助最小2范数法实现机构工作空间的非约束等效广义力到轴... 动力学模型是进行动力学特性分析的基础,同时也是实现机构高精度时实控制的前提。以一种新型驱动冗余并联机构为研究对象,采用Lagrange方程法建立了基于工作空间的动力学模型,并借助最小2范数法实现机构工作空间的非约束等效广义力到轴向驱动力的优化。由于机构动力学方程存在非线性和强耦合特性,计算量大,难以满足实时控制要求,为此,通过对机构各主要构件所引入的驱动力的分析,提出基于RBF神经网络误差补偿的动力学模型简化方案。仿真结果验证了所建模型的正确性和模型简化方法的有效性。 展开更多
关键词 并联机构 冗余驱动 动力学建模 lagrange方程 简化策略
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基于Lagrange方法的3-PRS并联机构动力学分析 被引量：19
7
作者 赵俊伟 李雪锋 陈国强 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2015年第2期1-5,共5页
以一种3-PRS并联机器人为研究对象,建立动力学方程。首先,推导此种并联机器人动平台的6个参数之间的关系。然后,通过Lagrange方程推导出此3-PRS并联机器人的动力学模型,并分析此并联机器人的动力学特性。通过算例,讨论了此并联机器人等... 以一种3-PRS并联机器人为研究对象,建立动力学方程。首先,推导此种并联机器人动平台的6个参数之间的关系。然后,通过Lagrange方程推导出此3-PRS并联机器人的动力学模型,并分析此并联机器人的动力学特性。通过算例,讨论了此并联机器人等效质量、驱动力的变化规律。结果表明,机构位形对等效质量和驱动力的影响很大,驱动力对等效质量的变化很敏感。此研究对进一步分析此类3-PRS并联机器人的动态特性、优化机构设计及控制系统提供了有益指导。 展开更多
关键词 3–PRS并联机器人 运动学分析 动力学分析 lagrange方程
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3-■RC并联机器人动力学分析 被引量：15
8
作者 刘善增 余跃庆 +2 位作者 刘庆波 苏丽颖 佀国宁 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期220-224,共5页
对一种空间3自由度并联机器人(3-■RC并联机器人)进行动力学分析。此并联机器人的机构由一个动平台和一个静平台通过3个同样的转动副—转动副—圆柱副支链组成。基于Lagrange方程导出3-■RC并联机器人的动力学模型,并分析此并联机器人... 对一种空间3自由度并联机器人(3-■RC并联机器人)进行动力学分析。此并联机器人的机构由一个动平台和一个静平台通过3个同样的转动副—转动副—圆柱副支链组成。基于Lagrange方程导出3-■RC并联机器人的动力学模型,并分析此并联机器人的动力学特性。通过一个算例,讨论3-■RC并联机器人的等效转动惯量、驱动力/力矩和能耗的变化规律。结果表明,对于给定的运动规律,机构位形对系统的等效转动惯量和驱动力/力矩的影响很大。研究对进一步分析3-■RC并联机器人的动态特性、机构优化设计和系统控制等实际工程应用具有重要意义。 展开更多
关键词 并联机器人 动力学分析 lagrange方程
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剑杆织机柔性从动件共轭凸轮打纬机构动力学分析 被引量：16
9
作者 金国光 秦凯旋 +2 位作者 魏展 袁汝旺 周国庆 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期137-142,共6页
针对剑杆织机共轭凸轮打纬机构因自身振动造成筘座角加速度偏差大,降低织造的质量,缩短共轭凸轮寿命的问题,对共轭凸轮打纬机构进行合理化简化后,采用Rayleigh-Ritz法对柔性从动件进行离散化处理,基于Lagrange方程建立了剑杆织机柔性从... 针对剑杆织机共轭凸轮打纬机构因自身振动造成筘座角加速度偏差大,降低织造的质量,缩短共轭凸轮寿命的问题,对共轭凸轮打纬机构进行合理化简化后,采用Rayleigh-Ritz法对柔性从动件进行离散化处理,基于Lagrange方程建立了剑杆织机柔性从动件共轭凸轮打纬机构的动力学方程。运用Mat Lab软件对柔性从动件共轭凸轮打纬机构进行了动力学仿真分析,在仿真过程中通过改变打纬机构的结构参数探索减小打纬机构振动的方法。仿真结果表明,打纬机构在高速运动过程中柔性从动件产生的横向振动会导致筘座角加速度波动明显,提出了通过减小筘座脚质量来减小筘座角加速度偏差和机构振动的方法。 展开更多
关键词 剑杆织机 打纬机构 柔性从动件 lagrange方程 角加速度 动力学
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串并混联四足仿生机器人动力学建模与分析 被引量：16
10
作者 王晓磊 金振林 +1 位作者 李晓丹 刘祥 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期401-412,共12页
对一种可快速行走、承载能力大及侧向解耦较好的串并混联四足仿生机器人进行动力学建模与分析。阐述了腿部机构的布局,进行了运动学分析,建立了具有显式的线速度雅可比矩阵,并推导了各构件的速度与末端线速度的显式表达式。采用Lagrang... 对一种可快速行走、承载能力大及侧向解耦较好的串并混联四足仿生机器人进行动力学建模与分析。阐述了腿部机构的布局,进行了运动学分析,建立了具有显式的线速度雅可比矩阵,并推导了各构件的速度与末端线速度的显式表达式。采用Lagrange方程建立了显式的腿部机构动力学方程,推导了腿部机构的逆动力学方程。通过实例对腿部机构的逆动力学方程进行验证,分析了步长对驱动液压缸最大输出力的影响规律;依据逆动力学方程建立了仿生机器人的移动能耗性能指标,并对仿生机器人的移动能耗进行了分析。实例与分析表明,动力学方程理论推导正确;在腿部足端着地的瞬间各驱动液压缸产生最大输出力,与抬腿高度无关;在直线行走和侧向行走时,随着步长的增加,液压缸输出力单调增大;在腿部机构侧向行走时,3个驱动缸中侧摆缸输出力最大。 展开更多
关键词 串并混联机械腿 动力学分析 能耗性能指标 四足仿生机器人 lagrange方程
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波轮式全自动洗衣机振动模型的建立 被引量：16
11
作者 陈海卫 傅素芳 +2 位作者 张秋菊 赵平 苏高峰 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期159-162,166,共5页
为建立波轮式全自动洗衣机(以下简称波轮式洗衣机)显含悬挂系统设计参数的振动模型,首先分析了波轮式洗衣机组成结构,对各部件分类描述,并推导出相应的动能描述形式;进而在分析悬挂系统作用力成分的基础上,建立了悬挂系统空气动力学模... 为建立波轮式全自动洗衣机(以下简称波轮式洗衣机)显含悬挂系统设计参数的振动模型,首先分析了波轮式洗衣机组成结构,对各部件分类描述,并推导出相应的动能描述形式;进而在分析悬挂系统作用力成分的基础上,建立了悬挂系统空气动力学模型与摩擦模型,对其计算结果进行了讨论,并与实验结果进行了对比,两者非常接近;最后,结合悬挂系统模型,并引入液体平衡环的稳态平衡机理,应用第二类Lagrange方程,建立了整机振动模型。根据最小势能原理,应用遗传算法估算整机静平衡位置,在此基础上,采用四阶Runge-Kutta法求解整机运动轨迹,给出了仿真结果并分析了系统振动与悬挂系统中一些设计参数间的关系。 展开更多
关键词 全自动洗衣机 空气弹簧 lagrange方程
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基于Simulink的磁悬浮控制系统仿真 被引量：14
12
作者 舒光伟 Reinhold Meisinger 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期2168-2170,2176,共4页
在MATLAB/Simulink环境下,对电磁型(EMS)磁浮列车,利用Lagrange方程,结合动力学和电磁学基本理论,建立了单磁铁磁悬浮系统的数学模型,给出了采用线性二次最优控制策略的系统仿真模型,分析了影响该系统动态性能的主要因素。仿真结果表明... 在MATLAB/Simulink环境下,对电磁型(EMS)磁浮列车,利用Lagrange方程,结合动力学和电磁学基本理论,建立了单磁铁磁悬浮系统的数学模型,给出了采用线性二次最优控制策略的系统仿真模型,分析了影响该系统动态性能的主要因素。仿真结果表明,所提出的方法是对磁悬浮系统建模和控制进行研究的有效途径。 展开更多
关键词 磁悬浮系统 lagrange方程 SIMULINK 系统模型
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3-DOF并联机械腿动力学建模与伺服电机峰值预估 被引量：14
13
作者 荣誉 金振林 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1974-1983,共10页
提出了一种结构紧凑、承载能力大、转动解耦性好、运动速度和加速度大的3自由度并联机械腿。为了对其进行驱动参数分析,对机械腿进行了动力学建模,并基于动力学模型进行了伺服电机峰值预估。首先,分析了腿部机构各构件的运动参数,采用La... 提出了一种结构紧凑、承载能力大、转动解耦性好、运动速度和加速度大的3自由度并联机械腿。为了对其进行驱动参数分析,对机械腿进行了动力学建模,并基于动力学模型进行了伺服电机峰值预估。首先,分析了腿部机构各构件的运动参数,采用Lagrange方程建立了动力学模型,得出了机构驱动力的显式解;接着,在机构动力学模型的基础上,建立了伺服电机驱动转速和驱动力矩的峰值预估模型;最后,通过给定一组结构参数和运动轨迹函数,得出了伺服电机驱动转速和驱动力矩随时间变化曲线,得到了机构的动力学特性,并验证了峰值预估模型的正确性。计算表明,3个伺服电机驱动转速的峰值分别为Nx=19r/s、Ny=17r/s、Nw=27r/s;3个伺服电机驱动力矩的峰值分别为εx=5.8N.m、εy=3.1N.m、εw=4.4N.m。 展开更多
关键词 并联机械腿 伺服电机 动力学分析 lagrange方程 峰值预估模型
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状态空间Lagrange函数和运动方程 被引量：11
14
作者 丁光涛 《中国科学（G辑）》 CSCD 北大核心 2009年第6期813-820,共8页
将力学系统Lagrange函数和Lagrange方程从位形空间推广到状态空间;在Lagrange力学逆问题基础上,建立状态空间中系统Lagrange函数和方程的普遍形式;将Lagrange函数两种等效变换推广到状态空间Lagrange力学,给出从状态空间Lagrange函数导... 将力学系统Lagrange函数和Lagrange方程从位形空间推广到状态空间;在Lagrange力学逆问题基础上,建立状态空间中系统Lagrange函数和方程的普遍形式;将Lagrange函数两种等效变换推广到状态空间Lagrange力学,给出从状态空间Lagrange函数导出位形空间Lagrange函数和Hamilton函数的条件和方法;提出类力学系统概念.举例说明所得的结果. 展开更多
关键词 分析力学 lagrange方程 状态空间lagrange函数 lagrange函数等效变换 位形空间lagrange函数 HAMILTON函数 类力学系统
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挠性多体航天器姿态动力学建模与分析 被引量：12
15
作者 刘莹莹 周军 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2005年第3期60-63,共4页
针对带有多个挠性附件以及天线转动机构的卫星等多体航天器,利用伪坐标L agrange方程建立了系统的姿态动力学模型。通过仿真计算,分析了星体与天线运动的耦合特性,以及挠性附件干扰对卫星姿态的影响,验证了数学模型的正确性。
关键词 挠性航天器 多体航天器 卫星 lagrange方程 动力学建模
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柔性航天器动力学建模的伪坐标形式Lagrange方程 被引量：8
16
作者 缪炳祺 曲广吉 +1 位作者 夏邃勤 程道生 《中国空间科学技术》 EI CSCD 北大核心 2003年第2期1-5,57,共6页
航天器动力学建模过程中 ,常采用伪坐标形式Lagrange方程。文章针对多柔体航天器的情况 ,利用Hamilton原理 ,导出了柔性航天器动力学建模的伪坐标形式Lagrange方程 。
关键词 航天器 动力学建模 伪坐标形式 lagrange方程 柔性结构
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3-RS并联机器人的动力学分析 被引量：10
17
作者 刘善增 余跃庆 +2 位作者 刘庆波 佀国宁 王雯静 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第15期1778-1781,共4页
基于Lagrange方程导出了3-RS并联机器人的动力学模型,分析了该并联机器人的动力学特性。通过实例讨论了3-RS并联机器人的等效转动惯量、驱动力/力矩和能耗的变化规律。结果表明,对于给定的运动规律,机构的位形对系统的等效转动惯量... 基于Lagrange方程导出了3-RS并联机器人的动力学模型,分析了该并联机器人的动力学特性。通过实例讨论了3-RS并联机器人的等效转动惯量、驱动力/力矩和能耗的变化规律。结果表明,对于给定的运动规律,机构的位形对系统的等效转动惯量和驱动力/力矩的影响很大。 展开更多
关键词 并联机器人 动力学分析 lagrange方程 驱动力/力矩
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从动轮式溜冰机器人原理与直线溜冰时的动力学性能分析 被引量：10
18
作者 宋立博 吕恬生 袁池 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第7期1027-1031,共5页
综合轮式和腿式机器人的优点 ,提出基于溜冰原理的从动轮式溜冰机器人概念 .讨论了大腿运动型和小腿运动型溜冰机器人的结构图 .以小腿运动型溜冰机器人为例 ,运用非完整约束存在时的广义 Lagrange- Routh方程推导了机器人直线溜冰时的... 综合轮式和腿式机器人的优点 ,提出基于溜冰原理的从动轮式溜冰机器人概念 .讨论了大腿运动型和小腿运动型溜冰机器人的结构图 .以小腿运动型溜冰机器人为例 ,运用非完整约束存在时的广义 Lagrange- Routh方程推导了机器人直线溜冰时的运动微分方程 ,并讨论了机器人在各步态时的位姿 ,利用 展开更多
关键词 溜冰机器人 非完整约束 lagrange方程 直线溜冰 动力学性能 从动轮式
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旋转式多臂机提综机构动力学分析与优化 被引量：10
19
作者 金国光 魏晓勇 +2 位作者 魏展 畅博彦 张旭阳 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期160-168,共9页
为提高旋转式多臂机的整体性能,对提综机构进行深入的动力学特性研究。首先,基于凸轮机构的解析法设计理论,结合织机开口工艺要求,设计出旋转式多臂机提综机构凸轮廓线,应用Lagrange方程建立机构的动力学模型,并对机构进行运动学分析;其... 为提高旋转式多臂机的整体性能,对提综机构进行深入的动力学特性研究。首先,基于凸轮机构的解析法设计理论,结合织机开口工艺要求,设计出旋转式多臂机提综机构凸轮廓线,应用Lagrange方程建立机构的动力学模型,并对机构进行运动学分析;其次,建立机械系统动力学自动分析(ADAMS)虚拟样机模型,对比分析Mat Lab数值仿真和ADAMS虚拟仿真所求大圆盘驱动力矩的一致性,验证所建动力学模型的正确性和有效性;最后,依据所构建的动力学模型,分别就大圆盘转速、综框的材料及动程、凸轮廓线对大圆盘驱动力矩的影响进行仿真分析和优化。结果表明:减小综框质量和综框动程和采用五次项修正等速运动规律的提综凸轮廓线,均可减小大圆盘驱动力矩的波动幅值,改善提综机构整体动力学性能。 展开更多
关键词 提综机构 凸轮廓线 lagrange方程 动力学
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二移动自由度并联操作臂的动力学建模 被引量：6
20
作者 王启明 汪劲松 +1 位作者 刘辛军 王立平 《清华大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第11期1469-1472,共4页
应用Lagrange乘子法研究了一种二移动自由度并联操作臂的动力学问题,该方法可避免关节空间与操作空间的坐标变换,计算效率能够满足实时控制要求。描述了这种具有高刚度、高灵活性和结构模块化强的操作臂结构,求出了它的位置、速度、加... 应用Lagrange乘子法研究了一种二移动自由度并联操作臂的动力学问题,该方法可避免关节空间与操作空间的坐标变换,计算效率能够满足实时控制要求。描述了这种具有高刚度、高灵活性和结构模块化强的操作臂结构,求出了它的位置、速度、加速度和Jacobian矩阵的表达式;建立了带有广义坐标变量的系统动力学模型,按照给出的运动轨迹和操作臂质量、加速度等参数进行了动力学仿真,其结果揭示了关节驱动力与上述参数间的内在联系。 展开更多
关键词 自由度 并联操作臂 动力学建模 结构设计 驱动力控制 lagrange方程 lagrange乘子法
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