以挖掘机为研究对象,建立挖掘机工作装置运动学和动力学数学模型,通过五次多项式插值方法将运动轨迹离散,采用MATLAB编写离散运动轨迹程序并将其计算结果与ADAMS仿真结果进行对比,最终确定动力学模型参数;其次,建立基于动力学模型的Simulink和ADAMS联合仿真模型,在动态控制中采用PD控制方法,进行轨迹规划联合仿真并试验。结果表明基于动力学模型的运动轨迹控制方法可以有效避免始末位置和液压缸输出力变化的突变,采用动态控制中的PD控制方法,得到的收敛趋势相较于未优化的要收敛近50%;液压缸输出力变化稳定,其误差在5%附近,提升了自动挖掘运动轨迹控制精度。

电液转向执行机构的性能直接影响钢内衬管道运输车的转向响应和操控性,比例阀作为电液转向系统的核心控制元件,其性能的优劣直接关系到整个系统的动态响应和稳定性。文中结合钢内衬管道运输车多轮转向系统电液转向执行机构,对比例阀的负载压力及流量特性进行了详细分析,结合非对称液压缸结构特点建立了非对称液压缸负载流量方程及其动力学模型,在此基础上利用拉普拉斯变换推导了能够表征阀控非对称液压缸动态特性的数学模型,最后基于Matlab Simulink对电液转向执行机构的动态特性进行仿真,验证所建立模型的准确性。

针对含有多个闭链结构的液压机械臂非线性强、控制精度低等特点,采用了虚拟分解控制方法消除了系统非线性引入的误差,以提高其控制精度。首先,根据驱动方式不同将整个机械臂分解为四类结构,针对每一类结构再将其虚拟分割成每一子系统,对每个子系统分别建立了刚体动力学模型、液压执行器流体动力学模型;然后,基于刚体动力学模型和流体动力学模型分别设计了刚性连杆控制律和液压执行器控制律,其前馈控制量和误差反馈量是高精度控制的基础;最后,使用Simulink的Simscape模块建立了该机械臂的多物理域混合模型,进行了轨迹跟踪效果验证,同时引入了控制性能指标,在不同机械臂的液压执行器空间进行了计算。研究结果表明相比于比例-积分-微分控制器,基于虚拟分解控制理论搭建的控制器控制精度提升较大,单关节平均绝对误差最大降低了88.9%,且...

目的为研究六柱式充填液压支架在不同外部激励等扰动作用下的动态特性,方法基于拉格朗日方法和广义空间坐标系原理建立六柱式充填液压支架的运动微分方程及状态空间模型。根据支架结构和相关参数,利用MATLAB对系统运动微分方程求解,分析不同扰动频率和扰动幅值对顶梁垂向振动、侧倾和俯仰振动的影响。结果结果表明,支架在外部激励等扰动频率为20 rad/s时,顶梁垂向振动最大振幅约为0.91 mm,顶梁瞬间的俯仰振动波动较大,其最大振幅约为5.5×10−3rad,侧倾振动相对较小,其最大振幅约为4.3×10−3rad;顶梁侧倾振幅略高于俯仰振动,但振动的程度均能保持在可控范围内。当外部激励频率为20~80 rad/s时,随着扰动频率增大,顶梁垂向振动逐渐降低,但降低的幅度趋于平缓,支架侧倾振动程度变化趋势与垂向振动类似,而俯仰振动变化随频率改变不明显。扰动为20~8...

针对行星轮系中剥落故障对啮合刚度及动力学特性的影响,采用能量法分析健康与剥落齿轮的时变啮合刚度,可知随着剥落长度的增大,刚度显著下降。通过行星齿轮系统动力学模型仿真不同剥落故障程度齿轮的动力学振动响应,发现剥落故障导致周期性冲击,幅值随剥落程度增大;在频谱中,故障频率及其倍频与边频成分明显。引入改进的时变滤波EEMD方法,有效识别故障特征频率,通过对比试验信号与仿真信号,验证了动力学模型与诊断方法的有效性。

针对低成本、清洁、可重复使用及基于高压气动推冲器的的运载火箭级间分离系统,设计合理的分离时序,根据不同分离阶段建立分离体的动力学模型;根据气体动力学原理建立包括气瓶、气缸、管路的动态数学模型;最后在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,得到分离过程中气动系统压力变化和分离体运动参数变化曲线,并通过仿真分析分离气缸缸径、气管管径等参数对分离距离的影响规律,同时考虑残余推力偏心和质心偏差等因素对分离的影响,采用Monte Carlo方法分析了分离过程中分离体的相对运动范围。结果表明所建立数学模型能够正确反映分离过程中参数的变化,且在偏差干扰条件下,分离体相对运动在安全范围内,进一步验证了该分离系统具有可行性。

为了提高输出力矩较大的液压机械臂类机器人的人机物理接触安全性,本文设计了一种液压伺服被动柔顺关节,首先介绍了该关节的结构、基本工作原理及液压控制系统动力学模型,然后借助MATLAB/Simulink工具箱建立关节系统模型并进行碰撞仿真实验,还通过模拟实验优化了相关参数。模拟结果表明,液压伺服被动柔顺关节具有良好的柔顺性,能够迅速对意外碰撞进行位置反馈调节。

颤振是限制铣削生产率和影响工件加工质量的重要因素之一,稳定性图表和变螺旋铣刀结构设计是目前常用的抑制铣削颤振的方法。结合铣削过程中的稳定性极限三维叶瓣图对变螺旋铣刀结构进行设计优化,进而得到变螺旋铣刀最优螺旋角变量和齿距角变量。首先建立变螺旋铣刀铣削过程的动力学模型,结合仿真分析获得颤振稳定性三维叶瓣图,得到最大稳定性切削深度对应的最优螺旋角变量和齿距角变量值分别为1°和8.1°。实验结果可知,相较于常规结构铣刀,优化得到的变螺旋铣刀能够显著提高铣削稳定性极限、提高表面质量,为抑制铣削过程中颤振的变螺旋铣刀结构设计提供了理论基础。

根据某大型立式行星传动齿轮箱的结构和动态性能特点，建立了其直齿行星传动的平移-扭转耦合集中参数动力学模型，基于模态叠加法采用ADAMS动力学分析软件对齿轮箱的高速轴、低速轴、行星轮和太阳轮等构件进行了动力学特性分析，得到了整个传动系统的频响函数和模态频率。通过理论分析与现场测试结果进行对比，分析了该行星传动系统固有特性对齿轮箱产生的振动及噪声的影响。

将柔性机械臂视为Euler-Bernoulli梁模型其动力学特性以假设模态法描述并充分考虑柔性臂与液压驱动系统(液压回路、液压缸和液压伺服阀)的动力耦合作用推导出液压柔性机械臂的动力学方程.在此基础上提出同时控制刚体运动及弹性振动的鲁棒控制器设计方法.数字仿真结果表明了控制器的镇定性和鲁棒性.