一种解耦并联机构动力学分析与混沌现象辨识

发布时间：2017-05-01 09:01

  本文关键词：一种解耦并联机构动力学分析与混沌现象辨识，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：相比一般并联机构,解耦并联机构除具有其通常特点之外,还兼具控制与轨迹规划容易实现、运动精度更高、各向同性良好等优点。作为确定性系统中出现的不可预测的、类似随机性的运动,混沌普遍存在于非线性动力学系统中。随着混沌理论的不断发展和日益成熟,将解耦并联机构和混沌理论有机结合,有助于更加全面的分析解耦并联机构非线性动力学,进而为解耦并联机构动力学层面上的应用提供理论指导和依据。本文即针对一种含间隙完全解耦并联机构,分析其动力学并开展混沌现象辨识研究,主要研究内容如下:建立机构的数学模型是从理论上研究机构混沌运动的首要条件。本文首先对理想状态的PU-RCRR-CRRR完全解耦并联机构进行运动学分析,而后根据第二类拉格朗日方程和“接触-分离”二状态模型建立含间隙机构的动力学模型,即机构的动力学微分方程。结合Matlab软件求解出含间隙并联机构运动学微分方程的数值解,并据此绘制出含间隙转动副的相轨迹图、Poincare映射图,初步定性判断机构混沌运动情况,而后再次根据方程的数值解求解机构的最大Lyapunov指数,定量地分析机构的混沌运动,并分析参数的改变对机构混沌运动的影响。最后,在Adams动力学仿真软件中建立了含间隙PU-RCRR-CRRR完全解耦并联机构动力学仿真模型,分析其运动学特性,并将仿真数据导出用以求取最大Lyapunov指数,从而对前述理论分析所得混沌运动状态予以验证。
【关键词】：解耦并联机构 混沌 动力学 间隙 Poincare映射 最大Lyapunov指数
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH112;O415.5
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义10-11
• 1.2 国内外研究现状及发展动态11-17
• 1.2.1 解耦并联机构研究现状11-13
• 1.2.2 混沌理论研究的发展与现状13-15
• 1.2.3 混沌理论的工程应用15-16
• 1.2.4 并联机构动力学建模概况16-17
• 1.3 本文主要研究内容17-18
• 第2章 混沌学基本理论及其应用18-30
• 2.1 混沌理论定义18-21
• 2.1.1 Li-Yorke混沌定义18-19
• 2.1.2 Marotto混沌定义19-20
• 2.1.3 Devalley混沌定义20-21
• 2.2 混沌运动的基本特征21-22
• 2.3 混沌理论在并联机构中的应用分析22-23
• 2.4 混沌运动的典型模型23-25
• 2.4.1 逻辑斯蒂映射23-24
• 2.4.2 洛伦茨方程24-25
• 2.5 混沌现象辨识方法25-29
• 2.5.1 辨识方法简介25-28
• 2.5.2 辨识方法分析比较28-29
• 2.6 本章小结29-30
• 第3章 含间隙PU-RCRR-CRRR机构动力学建模30-44
• 3.1 理想PU-RCRR-CRRR机构运动学分析30-33
• 3.2 含间隙PU-RCRR-CRRR机构的机械能33-39
• 3.2.1 分支2的机械能33-36
• 3.2.2 分支3的机械能36-38
• 3.2.3 动平台的机械能38-39
• 3.2.4 机构的总机械能39
• 3.3 含间隙PU-RCRR-CRRR机构动力学建模39-43
• 3.4 本章小结43-44
• 第4章 含间隙PU-RCRR-CRRR机构混沌现象辨识44-66
• 4.1 动力学微分方程求解44-49
• 4.1.1 隐式微分方程求解方法44-46
• 4.1.2 微分方程求解46-47
• 4.1.3 微分方程计算结果47-49
• 4.2 含间隙PU-RCRR-CRRR并联机构相轨迹图49-50
• 4.3 含间隙PU-RCRR-CRRR并联机构Poincare映射50-52
• 4.4 含间隙PU-RCRR-CRRR并联机构Lyapunov指数52-61
• 4.4.1 Lyapunov指数定义53-55
• 4.4.2 Lyapunov指数的性质55-56
• 4.4.3 Lyapunov指数的计算方法56-58
• 4.4.4 计算最大Lyapunov指数58-61
• 4.5 机构在不同运动参数下混沌运动61-64
• 4.5.1 改变机构输入速度对混沌运动的影响61-63
• 4.5.2 改变间隙大小对混沌运动的影响63-64
• 4.6 本章小结64-66
• 第5章 含间隙PU-RCRR-CRRR机构动力学仿真66-79
• 5.1 含间隙机构仿真模型的建立66-69
• 5.1.1 Adams软件对间隙的处理66-69
• 5.1.2 虚拟机构求解方法与参数设置69
• 5.2 含间隙PU-RCRR-CRRR机构仿真分析69-77
• 5.2.1 含间隙机构动力学性能分析70-73
• 5.2.2 不同输入速度下含间隙机构动力学性能对比与分析73-75
• 5.2.3 不同间隙下机构动力学性能对比与分析75-77
• 5.3 本章小结77-79
• 结论79-80
• 参考文献80-85
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务及主要成果85-86
• 致谢86-87
• 作者简介87

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：338580