两种解耦并联机构构型与运动学分析及其混沌辨识

发布时间：2017-09-25 10:27

  本文关键词：两种解耦并联机构构型与运动学分析及其混沌辨识

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【摘要】：相对于耦合并联机构，解耦并联机构输入与输出运动变量之间存在一一对应关系，将更有可能、在更大程度上实现机构性能的提高。随着一系列解耦机构的出现，作为实现机构优选基础的合理性能指标评价值得研究。而对机构动态特性的分析及混沌现象的辨识，又是解耦并联机构适应高速、高可靠性等要求进而在工程领域得以应用的前提。本文即针对所提出的两种典型的解耦并联机构，开展其运动学分析与混沌现象辨识研究，主要研究内容如下： 调研解耦并联机构研究现状及发展趋势，以RU-RPR和PU-RCRR-CRRR解耦并联机构为研究对象，建立两个机构的运动学方程，给出机构位置正反解，并对速度和奇异特性进行分析。 基于现有一般并联机构运动传递性能指标，系统分析了RU-RPR、PU-RCRR-CRRR、3-CPR、3-CUR并联机构的雅克比矩阵结构和基于雅克比矩阵的性能评价指标，对采用何种性能指标对解耦并联机构予以评价的问题进行初步探讨。 针对机构运行过程中不可避免的运动副间隙的问题，基于ADAMS动力学仿真软件，建立含间隙RU-RPR机构的虚拟样机模型，对含间隙解耦并联机构进行动力学仿真，分析了间隙对机构位移、速度、加速度以及运动副接触力的影响，并揭示了不同运动副间隙和不同驱动速度时机构动力学性能的差异。 将机构学和混沌理论相结合，利用拉格朗日方程建立含间隙RU-RPR机构的动力学微分方程，并借助Poincare截面映射法研究解耦并联机构动力学行为的混沌现象，，分析机构运动副间隙的大小对混沌的影响。
【关键词】：解耦并联机构 运动学分析 混沌 Poincare映射 间隙
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH112
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状及发展动态11-15
• 1.2.1 解耦并联机构研究现状11-12
• 1.2.2 解耦并联机构性能评价指标研究概况12-13
• 1.2.3 含间隙机构动力学建模研究概况13-14
• 1.2.4 混沌理论研究及其在机构学领域应用概况14-15
• 1.3 本文主要研究内容15-17
• 第2章 两种典型解耦并联机构运动学分析17-32
• 2.1 RU-RPR 机构描述与自由度分析17-19
• 2.2 RU-RPR 机构位置分析19-21
• 2.2.1 位置反解分析20-21
• 2.2.2 位置正解分析21
• 2.3 RU-RPR 机构速度分析21-22
• 2.4 RU-RPR 并联机构奇异性分析22-25
• 2.4.1 A 处转动副作为主动副22-23
• 2.4.2 D 处转动副作为主动副23-24
• 2.4.3 两种奇异下机构运动特性分析24-25
• 2.5 PU-RCRR-CRRR 并联机构描述与自由度分析25-28
• 2.6 PU-RCRR-CRRR 机构位置分析28-29
• 2.6.1 位置正解28-29
• 2.6.2 位置正解29
• 2.7 PU-RCRR-CRRR 机构速度分析29-30
• 2.8 PU-RCRR-CRRR 并联机构奇异性分析30-31
• 2.9 本章小结31-32
• 第3章 解耦并联机构性能评价指标初探32-42
• 3.1 引言32
• 3.2 并联机构常用的各种性能指标32-34
• 3.3 不同类型解耦并联机构性能评价指标34-41
• 3.3.1 两转动解耦并联机构性能评价34-36
• 3.3.2 两转一移解耦并联机构性能评价36-37
• 3.3.3 三移动解耦并联机构性能评价37-38
• 3.3.4 解耦并联机构性能评价指标38-41
• 3.4 本章小结41-42
• 第4章 基于 ADAMS 的含间隙 RU-RPR 机构动力学仿真分析42-54
• 4.1 引言42
• 4.2 含间隙机构仿真模型的建立42-47
• 4.2.1 ADAMS 软件对间隙的处理42-46
• 4.2.2 求解方法与参数设置46-47
• 4.3 基于 ADAMS 软件的含间隙 RU-RPR 机构仿真分析47-53
• 4.3.1 无间隙理想机构和含间隙时机构动态性能对比与分析48-50
• 4.3.2 间隙半径不同时机构动态性能对比与分析50-52
• 4.3.3 驱动速度不同时机构动态性能对比与分析52-53
• 4.4 本章小结53-54
• 第5章 含间隙 RU-RPR 解耦并联机构混沌现象辨识54-65
• 5.1 混沌现象的特点54-56
• 5.2 混沌辨识方法56-58
• 5.2.1 相轨迹法56
• 5.2.2 Poincare 映射法56-57
• 5.2.3 相空间重构法57
• 5.2.4 Lyapunov 指数法57-58
• 5.2.5 功率谱分析法58
• 5.3 含间隙 RU-RPR 机构动力学建模58-62
• 5.3.1 含间隙机构的运动学分析58-60
• 5.3.2 间隙机构运动方程的建立60-62
• 5.4 含间隙 RU-RPR 机构的混沌辨识62-64
• 5.5 本章小结64-65
• 结论65-67
• 参考文献67-72
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务及主要成果72-73
• 致谢73-74
• 作者简介74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：916809