一、STUDY ON DYNAMICS, STABILITY AND CONTROL OF MULTI-BODY FLEXIBLE STRUCTURE SYSTEM IN FUNCTIONAL SPACE（论文文献综述）
陈锐搏[1]（2021）在《含间隙旋转铰机构的多体动力学研究》文中进行了进一步梳理在工业领域和航空航天领域中的一些机械结构,如工业机器人手臂、带帆板的航天器等,都可简化为通过旋转铰进行连结的机构。通常情况下的旋转铰被认为是理想的,然而在实际的机械结构中普遍会存在含间隙的旋转铰,由于间隙旋转铰内的元素之间在运动过程中不断发生接触碰撞,将连续的动力学过程变成了非连续过程,使得系统动力学方程为高维、强非线性和非连续耦合的微分-代数方程组,不仅造成了动力学方程数值求解的困难,而且间隙旋转铰的存在必然会导致机械系统中的各个构件的运动状况和受力状况发生突变,进而使机构的动力学行为发生了改变,引起剧烈的振动、冲击和噪声。因此,对含间隙旋转铰机构开展动力学分析,研究其在间隙状态下的动力学行为,对其动力学性能加以改善,以便满足机构的运动精度和可靠性需求就显得至关重要。本文基于多体系统动力学理论,以含间隙旋转铰机构为主要研究对象,以曲柄滑块机构为例。通过理论研究与仿真分析相结合的方式,分别建立了考虑旋转铰间隙的曲柄滑块机构的多体动力学理论模型和仿真分析模型,分别采用数值算法和仿真方法求解了含间隙旋转铰机构的多体动力学模型,在此基础上,计算分析了考虑不同机构参数、不同间隙旋转铰接触碰撞力模型、间隙旋转铰个数及位置、杆件的柔性变形等关键因素对机构系统动力学特性的影响,其主要工作如下:（1）基于多体动力学建模理论,分别采用第一类和第二类Lagrange方程建模方法,建立含理想旋转铰的双摆机构和曲柄滑块机构两种典型平面机构的动力学理论模型,运用MATLAB编制Runge-Kutta、Newmark和HHT等数值算法,求解动力学方程,对比分析了不同多体系统动力学建模方法和不同数值算法的特性,为后续含间隙旋转铰机构动力学理论模型的建立和微分方程的求解计算提供了重要的理论基础。（2）结合广义坐标和Lagrange乘子法,建立了考虑旋转铰的间隙和接触碰撞作用的典型曲柄滑块机构的多体动力学微分-代数方程组（DAE）,运用MATLAB编制Newmark数值算法,求解高维、强非线性和非连续耦合的动力学方程,对比分析了曲柄转速、间隙尺寸、摩擦系数、恢复系数等关键因素对含间隙旋转铰的机构系统动力学特性的影响。建立了两种不同的间隙旋转铰接触碰撞力模型,分别将其嵌入机构的多体动力学方程,计算获得了机构的动力学响应,进一步研究了不同接触碰撞力模型对含间隙旋转铰机构动力学分析的影响。（3）为探讨多个间隙旋转铰、不同位置间隙旋转铰、连杆柔性变形等综合因素的复杂影响,运用ADAMS仿真平台,建立了含间隙旋转铰机构的多体动力学仿真模型,仿真分析了考虑旋转铰间隙的曲柄滑块机构的动力学特性,并与理论数值计算结果进行了对比分析。然后,进一步研究了间隙旋转铰个数、不同位置和连杆的柔性变形对机构动力学特性的影响。
周军超[2]（2020）在《单轴转向架跨座式单轨车辆摆振控制》文中研究说明跨座式单轨车辆有两种结构形式,分别是双轴式转向架跨座式单轨车辆和单轴式转向架跨座式单轨车辆（以下简称单轴转向架车辆）。单轴转向架车辆与双轴转向架车辆相比,具有车辆行驶阻力小、转弯半径小、通过性能强、轻量化等特点,但行驶过程中存在明显的摆振现象。单轴转向架车辆摆振对车辆运行平稳性、稳定性、安全性和结构疲劳寿命将产生重大影响,亦将影响单轴转向架车辆系统安全服役状态和使用寿命。如何有效控制单轴转向架车辆摆振是一个值得深入研究的课题。本论文围绕单轴转向架车辆摆振控制问题,基于多刚体动力学和刚柔耦合动力学理论,从转向架构型及优化、车辆系统参数协调匹配以及基于磁流变阻尼器半主动控制三个方面进行了摆振控制研究。主要研究工作如下:1.对单轴转向架空间杆系进行了运动学分析,建立了基于摆振控制的单轴转向架车辆多刚体动力学模型,在此基础上利用皮尔森相关系数法就杆系参数对车辆摆振的影响进行了灵敏度分析,构建了基于空间杆系构型参数的车辆摆振优化控制模型,并利用多目标粒子群算法进行了分析,实现了多刚体动力学环境下的基于空间杆系构型参数优化的车辆摆振控制研究。2.利用有限元方法将单轴转向架空间杆系中容易变形的纵向牵引杆、抗点头扭杆、横向稳定杆等进行柔性化处理,建立了空间杆系的弹性动力学模型。在此基础上,构建了单轴转向架车辆刚柔耦合动力学模型,为单轴转向架车辆摆振仿真分析、影响分析及优化控制奠定了基础。3.基于刚柔耦合动力学模型,进行了转向架杆系刚度参数、悬挂参数、轮胎参数、转向架主要轮系几何参数对单轴转向架车辆摆振的影响分析和灵敏度分析,揭示了杆系刚度以及动力学参数对单轴转向架车辆摆振的影响规律。建立了基于杆系刚度参数的车辆摆振优化模型和基于动力学参数的车辆摆振优化模型,开展了基于参数协调匹配的单轴转向架车辆摆振控制研究。通过动力学参数协调匹配与优化,横摆角加速度均方根下降了24.16%,横向加速度均方根降低了22.85%,横向平稳性提高了15.25%。4.集成磁流变阻尼器现象模型,设计了融合磁流变阻尼器的单轴转向架车辆摆振半主动控制方案,建立了基于磁流变阻尼器的单轴转向架车辆动力学模型,利用自适应控制策略进行了单轴转向架车辆半主动控制成效分析。利用卡尔曼滤波算法,对控制后的单轴转向架车辆的状态参数进行了评估,提出了基于磁流变阻尼器的单轴转向架车辆摆振半主动控制方法。研究表明,通过单轴转向架车辆摆振半主动控制,横向加速度均方根降低了84.33%,横摆角加速度均方根降低了78.15%,横向平稳性提高了26.21%,对车体的低频摆振有明显的抑制作用,单轴转向架车辆运行横向稳定性得到提升。
刘宇涵[3]（2020）在《特种装备全生命周期重要环节实时仿真关键技术研究》文中研究指明特种装备在国防科工和社会生产中占据着非常重要的地位,特种装备的种类十分多样,包括国防装备、工程机械、高端实验器械等,其结构复杂,产品开发周期需经历方案论证、概要与详细设计、加工制造、装配和测试等串行阶段。然而其核心环节中人-机-环境的测试验证是事后验证,导致各环节反复,致使研发成本大量增加,造成产品上市与应用周期延长,因此,对特种装备的全生命周期进行实时仿真能够帮助解决特种装备生产、检测、投入使用到安全维护各环节遇到的问题。本文专注于对特种装备全生命周期中部分重要环节的仿真,对其中的关键技术进行研究与实现,主要包括:特种装备及相关大型场景的实时绘制和漫游、基于刚体动力学的特种装备运动与虚拟操控的物理仿真实现、特种装备伪装用柔性织物实时绘制算法改进、以及特种装备实时仿真中多途径人机交互技术的探索和实现。首先,针对特种装备仿真效果差、场景单一和大型环境绘制延时等问题,探索一种能够对多种特种装备及大型场景进行实时仿真的方法。以集成实车、风力发电机和分子级轴承性能试验样机等多种特种装备及其运行场景为实例,采用专项优化模型材质中面片和三角形的策略,引入多层次细节重划分方法,大大缩减绘制模型数量,实现模型材质轻量化,降低仿真的时延;采用微表面材质模型,引入PBR渲染管线技术,完善材质纹理的真实感,减少渲染时间。从而实现对特种装备所处大型场景的实时绘制与漫游。其次,针对特种装备运动和虚拟操控,以徐工集团水泥泵车、压路机和装载机等多种特种工程车辆为例,采用抽象简化模拟物体运动关系的策略,引入刚体动力学实现特种装备和其他对象模拟方法,对多个特种装备进行受力关系分析,对其在场景中的各个运动关节和部件的受力情况进行描述,对各部件受力姿态相关参数进行优化调整,减少特种装备运动和操控上物理仿真的运算量,避免一定程度物理运动仿真偏差大的情况,提高物理仿真的精确性;保证在每一个绘制时间步长内的时间耗散均在虚拟操控容许的时延之内,实现特种装备运动和虚拟操控的实时性。再次,对于特种装备的伪装应用方面,本文对伪装的柔性布料进行仿真模拟。装备伪装评估在现代装备领域是一个重要的技术,军事伪装的不断发展主要得益于人类科技的进步。采用专注于布料的模型建立和动态模拟的策略,从布料的结构和运动为切入点,通过对布料模拟的几何参数和行为参数的分析,对布料模型的建立方法进行优化,减少运算量;对于异质布料的动态绘制,将场景中不同布料的属性和迭代次数进行分类处理,实现不同的材质效果,提高异质布料动态仿真的真实度;提出一种基于动力学方法的随机可控的区域风场模型,减少风场中布料撕裂效果模拟的时延,并对风场中布料撕裂算法进行改进,随网格变化动态改变质点的撕裂阻尼,改善布料撕裂的仿真效果,实现真实的撕裂效果模拟。最后,针对现有的虚拟现实场景交互模式单一且难以取得良好效果的问题,对特种装备实时仿真中多途径人机交互技术进行探索和实现。采用对不同交互需求进行定向设计和交互设计统一化的策略,设计一套完整的虚拟交互框架、流程和方法。对能够进行语音交互的场景,对声音的采集和合成方法进行改进,优化声音交互端的工作,降低场景声音延时,实现实时虚拟声场沉浸体验;对于复杂工作环境中传统交互无法达到预期效果的情况,设计一套能够用于多种虚拟场景中的手势交互指令集,对人体不同的区域范围构画交互内容,降低手指交互指令间的冲突,提高手势指令的控制效率,实现统一的手势交互;对于沉浸式的交互需求,采用HTC VIVE等设备搭建真实的虚拟场景,获得更加真实的交互体验,从而降低使用者在实际操作过程中遇到的意外情况;对于交互舒适性的研究,在人机操作舒适性验证平台实践中,完成对大吨位装载机和双钢轮压路机操作系统的模拟,有效控制企业的产品研发成本。
吴迪[4]（2020）在《高速列车轮对柔性对动力学性能影响研究》文中研究指明近年来,随着列车运行速度的不断提高,对车辆动力学性能要求也不断提高。传统的多刚体车辆模型把车辆部件看成刚性体,忽略车辆系统各部件的弹性变形,在一定程度上不符合实际应用。本文以国内某型高速动车组轮对为原型,依据刚柔耦合动力学理论,采用模态子结构综合法,利用ABAQUS和SIMPACK处理并构建了柔性轮对刚柔耦合车辆模型,并与多刚体车辆模型进行动力学指标对比。首先,在SOLIDWORKS软件中建立轮对三维几何模型,然后在ABAQUS软件中对轮对实体模型进行网格划分,模态分析,及子结构生成等步骤获取轮对柔性体信息。最后通过SIMPACK软件中的FEMBS接口将轮对柔性信息导入,建立柔性轮对刚柔耦合车辆模型。其次,本文对SIMPACK拟合PSD轨道不平顺进行了详细描述,研究列车在不同线路条件和轨道不平顺的激励下,轮对振动对车辆动力学性能的影响。结论如下:考虑轮对为柔性体时,车辆模型的非线性临界速度小幅降低;车辆在直线或者曲线运行时,轮对柔性对运行平稳性有一定影响,但不明显;车辆通过曲线时,考虑轮对柔性后,轮轨垂向力增幅明显,轮轨横向力,轮轴横向力也有一定程度增加,轮重减载率相对于刚性轮对模型略有增加,而脱轨系数略有降低;考虑轮对柔性后,在不同速度下磨耗指数都要高于刚性轮对模型。最后,为提高柔性轮对车辆模型的建模效率及减少计算成本,本文从主节点选取及耦合方式等角度进行了结果对比分析,结果表明:轮对在主节点数目和位置的选择上,子结构和全自由度模态结果在允许误差范围内,能够满足分析精度的要求即可;采用半耦合建模的方法,轮对全耦合和半耦合两种模型在曲线运行安全性及平稳性的计算结果相差不大,但是采用半耦合的轮对模型节省了计算时间成本,说明采用半耦合方式进行动力学分析是可行且高效的。
何俊培[5]（2020）在《新型超冗余空间机械臂的关键技术研究》文中研究指明受发射载荷和体积等的影响,超大口径空间望远镜需要在太空中才能完成装配。这个装配任务对精度,反应速度,灵巧度等具有很高的要求。传统的空间机械臂的体型较大且避障能力不高,并且它们在执行狭窄空间或复杂环境下的任务时不灵活,所以研发新型超冗余灵巧空间机械臂对空间在轨装配至关重要。本文介绍了第一代自主设计的超冗余空间机械臂,包括单关节的结构设计,串联臂的工作原理,电控系统和性能测试。还展示了第二代自主设计的空间灵巧臂的结构设计和外壳受力后的有限元分析。通过和第一代臂进行比对分析,明确指出了改进的地方。计算了机械臂的可达和灵巧工作空间。针对自由度很多的机械臂（例如蛇形机器人）给出了基于脊椎曲线的运动学分析方法,对于九自由度机械臂提出了基于DH参数的运动学建模。为了更好地实现机械臂的轨迹规划和避障,改进了BiRRT算法。搭建了联合仿真系统,并根据仿真结果进行了避障实验。实验结果不仅表明避障算法的有效性,也证明了本文机械臂具有很强的避障能力和灵巧性。分析了基于静基座的机械臂的动力学方程,包括多体系统的动能和势能,拉格朗日动力学方程以及局部参数化方法。对于自由漂浮的柔性机械臂进行了动力学分析。分析方法是基于假设模态法和线弹性假设,并考虑位置和姿态约束方程,从而得到空间机械臂的多体动力学方程。为了提高空间机械臂的运动性能,提出了改进的智能控制算法。它们包括基于误差分析模型和指令滤波器的预测模糊控制,基于动力学模型和扰动观测器的神经网络抑振控制。此外,还设计了三个实验来验证算法的有效性。实验分别是机械臂受力后的自适应运动,末端执行器的写字运动,以及机械臂的抑振。实验结果表明,改进后的方法不仅能够使得机械臂运动更加平稳,还能减轻关节间的动力学耦合,进而抑制机械臂的末端振动。
汤涛[6]（2020）在《基于信域指标分解法的商用车方向盘怠速振动控制研究》文中指出转向系统是决定汽车行驶方向的核心系统,是汽车行驶的生命线,而方向盘是与驾驶员直接接触的转向系统关键零部件,其振动水平常被作为评价汽车舒适性与安全性的关键性指标。过度的方向盘振动不仅会引起驾驶员身体方面的健康问题,而且还会造成交通安全的事故问题。随着时代的发展,客户对汽车舒适性和安全性的追求愈加强烈,方向盘怠速振动问题变得更加尖锐,常常成为客户拒绝提车的关键性理由,亦成为了困扰设计人员的主要问题之一。为解决怠速工况下方向盘抖动异常问题,本文以方向盘为信域点,提出一种基于信域点关联振动路径分析的信域指标分解方法。综合考虑除转向系统外各分解子系统对信域点处的影响效应,并以信域点振动水平在怠速转速范围内的最优化为研究目标,实现方向盘振动水平在整车全局角度上的最优控制,从而提升方向盘振动诊断与控制分析的简易性和高效性。主要内容包括:（1）理论研究。基于信域指标分解法的实施流程和分析机理,建立整车层和关键子系统层的优化数学模型,从避频隔振和吸振优化方向提出和确定方向盘怠速振动控制指标和设计准则。（2）基于信域指标分解法的混合建模方法研究。研究刚柔耦合多体动力学理论,确立实施方法的信域点,分析与信域点关联的振动传递路径,得到路径上关键子系统的结构特征。联合多种软件（Hypermesh有限元软件、Adams/car多体模型仿真软件和Adams/Flex柔性体处理软件等）建立各关键系统的柔性体模型,探测子系统结构的模态信息,结合其它子系统组成整车刚柔耦合模型,完成刚柔子系统模型的参数对标。（3）怠速试验实施与虚拟特征激励源系统建立。参考怠速试验实施步骤和驱动条件,逆向采集动力总成悬置上的实测振动信号并在仿真模型对应位置上进行反向驱动,在误差可接受范围内寻找信域点的共振特征。利用激励源激发共振特征的信号激励机理,建立等效共振特征激励源模型,实施遍历转速下的扫频实验,验证信域点上实测和仿真模拟响应特征的一致性。对比信域点多条分支传递路径断开后在信域点处的响应强度变化,辨识出影响信域点振动强度的主要振动传递分支路径。（4）基于信域指标分解设计准则的分解层系统优化分析。按照“激励源-传递路径-信域点”的传递方向,参考确立的信域指标分解准则,在避频隔振和减振方向上分别对各关键子系统层进行适应性改进优化分析,同时观测各层关键子系统优化改进对信域点处的影响效应,最终通过各方案效果筛选实现整车层上信域点响应最佳设计。
杜剑威[7]（2020）在《折臂式高空作业车臂架变幅系统振动抑制研究》文中指出高空作业车在高空施工、维修、救援等高空作业方面起到了重要的作用,并且随着高空作业需求和工作环境复杂性的增加,使得高空作业车向着更高、更快、更轻的方向发展,这对高空作业车的安全性、稳定性和智能化提也出了更高的要求。其中为了提升工作效率,保证工作人员的身心安全,对高空作业车臂架变幅系统的振动抑制的研究具有重要的工程实际意义。本文以移动方便、结构紧凑的折臂式高空作业车为研究对象,对臂架变幅系统在工作过程中臂架出现的振动现象,对其变幅液压系统和臂架结构进行了仿真建模分析,并采用奇异摄动理论,从臂架系统的大范围角度变幅和柔性臂架弹性振动两个角度进行振动控制分析,提出了慢快子系统的混合控制方法,来实现变幅臂架系统的振动抑制。本文的主要研究内容如下:（1）对折臂式高空作业车的变幅液压系统进行了介绍和分析,并且对系统中进行了数学建模得到了相应的传递函数,构建了变幅液压系统中负责一号臂与二号臂起升变幅的电液比例控制系统的整体函数。便于得到液压系统的稳定性及响应和校正分析,来实现电信号到机械信号及时响应的需求。（2）对折臂式高空作业车的臂架结构进行了介绍,并从刚体和柔体的角度,基于拉格朗日方程建立了臂架系统的多刚体动力学模型和柔性多体动力学模型,同时考虑了等截面柔性臂架和变截面柔性臂架的特点,进行了建模和仿真。通过仿真对比,分析了引起臂架系统振动的主要影响原因。（3）基于奇异摄动理论,将臂架柔性多体系统分解为大范围变幅慢变子系统和柔性臂端部振动快变子系统。通过对快慢两个系统的分析,分别采用了PID控制和最优控制方法进行混合控制。（4）建立了以期待角度电信号为输入的仿真模型,对臂架变幅振动控制系统进行了仿真建模,分析了混合控制方案对臂架振动抑制的有效性。
张欣刚[8]（2020）在《类结构叠放多体系统地震瞬态响应分析》文中研究表明工程中存在很多由多个部件叠放而成的机械系统,如桥式起重机、港口起重机以及海上火箭回收平台等。从力学机制来看,这些部件之间存在着明确的单面约束特征。在地震、波浪等基础激励的作用下,部件与部件之间或者整体与基础之间往往发生明显的相对运动,例如滑移、瞬时脱离甚至脱轨,等等。传统的结构动力学方法无法描述单面约束,因此通常将部件之间做绑定处理,进而可采用准静态分析策略（例如反应谱法）来简化结构的瞬态响应分析,所得结果相对保守,无法反映实际的运动情况。多体系统动力学在约束的处理方面积累了大量的成果,因此,将叠放机械系统纳入到多体系统动力学的框架下进行分析就成了自然的选择。实践表明,这类系统不仅包含多体系统动力学的共性问题,还呈现出一些鲜明的特征:从对象结构上看,这些系统尺寸和跨度往往很大,整体呈现出柔性特征,属于多柔体系统接触碰撞动力学的研究范畴;从体系结构上看,这些系统往往需要将部件保持在既定位置,因此其宏观刚体运动往往幅值不大,但由此造成的冲击效应又非常剧烈;从结构设计上看,在设计阶段往往需要依据虚拟样机的仿真结果对设计进行反复修正和验证,重复建模工作量庞大。本文在多柔体系统动力学的框架下,探讨了叠放多体系统的针对性建模方法、柔体间动态接触力的求解以及对复杂工况长时间积分的精细调控等问题。主要工作如下:（1）提出一种分析叠放机械系统瞬态响应的广义模态叠加法。本文将多柔体系统接触碰撞问题导入到叠放机械系统中,结合其宏观刚体运动幅值小、变化快的特征,将这类系统归纳为“类结构叠放多体系统”。论证了自由约束条件下的刚体模态能够反映叠放部件的微幅刚体运动,继而联合应用模态叠加法和模型降噪方法将叠放多体系统的动力学方程改写为一组模态方程。其优势是不需对单面约束进行任何简化,能够反映真实的机构特征,在保证可靠精度的同时提高了建模效率。模型降噪方法能够在建模阶段可控的滤除伪高频振荡,降低系统刚性的同时减少了高频振荡对接触力求解的干扰。（2）提出了多柔体系统中瞬态接触力的分析模型以及求解方法。叠放多体系统部件间的约束机制通过接触力来实现,对柔性部件进行有限元离散引入的伪高频振荡问题使得柔体间接触力的求解变得异常复杂。本文首先引入互补问题描述柔体间的动态接触力,通过在短时区间内对缝隙函数进行均匀化,进而利用时均缝隙函数和接触力建立线性互补方程,最后提出一种规范化方法改善数值性态。该方法客观上将突变的冲击力光滑化,能够综合考虑平顺接触和碰撞,不需在接触状态发生改变时切换模型。同时,接触力的幅值由柔体的本构关系确定,不需要引入多余的本构关系,继而避免了不同本构关系之间的相互干扰。（3）提出了一种避免非零基线问题的人工地震波直接拟合方法。该方法首先将位移时程表示为包络函数与三角级数相乘的形式,进一步求导获得速度、加速度时程表达式,根据地震波在起始段和衰减段应满足的归零条件即可确定该包络函数,从而在拟合前就避免了零线漂移现象。在此基础上,依据单自由度系统的谐波响应解析解,将以反应谱为目标的合成地震波问题转化为一组关于谐波组合系数的非线性方程,进而利用非线性方程组的高效算法求解。数值算例表明拟合误差在5%以内,耗时在200s以内。所提方法为人工地震波快速拟合提供了一种新途径。（4）以三代核环吊为应用背景,针对复杂激励条件下的长时间仿真问题提出一种分段精细调控策略。含接触碰撞问题的大规模结构瞬态响应分析是多柔体系统动力学的前沿课题,其中包含的时空多尺度特征使得求解极为困难。本文辨析了自适应积分器求解控制参数的意义,通过对典型工况进行计算得到了满足数值稳定性的积分步长分布规律,将求解区间进行分段,依据每段区间内的数值性态对积分器最大步长进行限制,避免了自适应积分器进行的大量无效搜寻过程,在不干扰数值求解的前提下显着提高了效率。利用所提方法对地震激励下的核环吊进行瞬态分析,侦测到了跳轨、滑移以及水平冲击等传统结构动力学方法难以反映的非光滑现象,验证了本文方法的有效性。
张斌麟[9]（2020）在《高速车辆磁流变阻尼器控制研究》文中认为随着我国列车速度的不断提高,人们对列车运行时的平稳性、稳定性及安全性等动力学性能提出了更高的要求。轨道车辆的悬挂系统起着缓和线路不平顺等外部因素对车体的各方向冲击和振动的作用,而高速运行时的列车会受到较大的冲击和振动,影响车辆运行时的动力学性能。通过对各种悬挂系统进行对比,考虑经济和实用性本文选择研究减振效果更明显的半主动悬挂系统。本文以CRH3型高速车辆为研究对象,基于车辆系统动力学和刚柔耦合动力学理论,结合多体动力学软件UM和有限元软件ANSYS建立了高速车辆的多刚体模型以及柔性轮对的刚柔耦合模型。运用数值计算软件Matlab/Simulink建立了磁流变阻尼器的Bouc-Wen模型,将该模型作为子系统嵌入半主动悬挂控制系统中研究受控磁流变阻尼器对车辆系统动力学性能的影响。并且在Simulink环境下搭建了天棚阻尼和模糊控制算法,确定了模糊控制规则和对应的量化因子,比例因子以及隶属度函数。利用搭建好的控制框图,生成动态数据链接库（DLL文件）导入UM Simulation进行联合仿真,对两种控制策略下的仿真结果进行比较。在天棚阻尼控制下,研究多刚体和刚柔耦合动力学联合仿真模型在无质量轨道模型下的动力学响应,对比分析了两种悬挂方式下的八种工况动力学性能差异。探究了模糊控制的磁流变阻尼器对车辆系统的安全性、稳定性及曲线通过性的影响。结果表明,高速车辆运用半主动悬挂控制策略可有效减轻车体的横向振动,提高了车辆的乘坐舒适性。天棚阻尼对多刚体及刚柔耦合模型的车体横向振动加速度和轮轨横向力有改善效果。在将二系横向减振器替换为磁流变阻尼器采用模糊半主动控制后高速车辆在移动质量轨和无质量轨道下的车辆运行安全性,稳定性及曲线通过性均有所提高,且模糊控制策略的控制效果优于天棚阻尼。
吴佳奇[10]（2020）在《多体组合航天器协同姿态控制研究》文中研究表明微小卫星功能密度高、设计周期短、研发成本低,构成多体组合航天器协同执行任务可实现比传统大卫星更广泛的功能,被广泛应用于空间领域。多体组合航天器的功能需要个体间协同工作才能实现,因此协同控制的性能是影响多体组合航天器应用的关键。在大规模的多体组合航天器系统中,协同控制的智能性、自主性、自适应性和鲁棒性是直接影响整体系统能否稳定高效地完成预定空间任务的关键指标。系统规模的扩大直接导致结构复杂度相应增加,同时给整个系统引入了更多约束条件,也对多体组合航天器的协同构型保持和快速姿态复稳提出了更高的要求。针对此问题,本文主要完成了如下研究工作:首先建立了多体组合航天器的内力作用模型。针对多体组合航天器约束冗余的特点,参考结构力学动静法与刚度矩阵法,将动力学问题转化为静力学问题,建立组合体姿态、个体间内力及控制力矩间的关系。对树形结构和网状结构分别建模,并利用ADAMS软件对模型结果进行对比分析,验证模型的准确性。其次提出了多体组合航天器智能协同姿态控制算法。多体组合航天器机动过程中单体卫星承受的控制力是不均匀的,局部控制力过大将导致组合体连接断裂而失效。为解决此问题,本文利用上述内力模型,结合粒子群优化算法对控制合力矩进行优化分配,并通过预设方案与继承迭代加快粒子群算法的收敛速度,实时调整各星控制力矩分配比例,减小星间相互作用力,实现多体组合航天器的智能协同控制,保证组合航天器的连接铰不因受力过大而损坏。仿真表明,智能协同姿态控制算法可显着降低姿控过程中的星间作用力,确保组合航天器安全。最后完成了多体组合航天器故障状态下的自适应协同控制研究。组合航天器在轨运行时可能出现突发局部故障,导致组合航天器惯量和角动量发生突变,两种扰动同时引入对组合航天器的姿控系统提出了双重考验。本文提出了一种基于惯量识别的自适应控制算法,通过对惯量的实时估计,减弱惯量突变带来的负面影响。同时利用二次规划法,将控制力矩分配到各单体卫星上,实现能量最优下的多体组合航天器的自适应协同控制。自适应控制算法的稳定性通过李雅普诺夫稳定性理论得到证明,数值仿真验证了自适应算法的鲁棒性及分配律的准确性。通过上述三项研究,本课题基本建立了多体组合航天器的内力模型、提出了内力优化的智能协同控制策略及局部故障组合体的自适应协同控制方案。通过ADMAS和MATLAB软件对上述方法进行了仿真验证,建立了较为完整的多体组合航天器的协同控制体系,为微纳卫星自组织系统的工程化实践提供了一条思路。
二、STUDY ON DYNAMICS, STABILITY AND CONTROL OF MULTI-BODY FLEXIBLE STRUCTURE SYSTEM IN FUNCTIONAL SPACE（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、STUDY ON DYNAMICS, STABILITY AND CONTROL OF MULTI-BODY FLEXIBLE STRUCTURE SYSTEM IN FUNCTIONAL SPACE（论文提纲范文）
（1）含间隙旋转铰机构的多体动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 多体动力学理论的发展现状 |
| 1.3 含间隙旋转铰机构国内外研究现状 |
| 1.3.1 间隙旋转铰模型研究现状 |
| 1.3.2 间隙旋转铰接触碰撞问题研究现状 |
| 1.3.3 含间隙旋转铰机构动力学分析研究现状 |
| 1.4 本课题研究内容 |
| 第二章 多体动力学建模理论与数值计算方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 多体动力学建模方法 |
| 2.2.1 Newton-Euler方程 |
| 2.2.2 广义坐标下的Lagrange乘子法 |
| 2.2.3 第二类Lagrange方程 |
| 2.3 多体动力学微分方程的数值计算 |
| 2.3.1 多体动力学的数学模型 |
| 2.3.2 常微分方程的数值计算 |
| 2.3.3 微分-代数方程的数值计算 |
| 2.4 数值算例 |
| 2.4.1 平面双摆机构 |
| 2.4.2 平面曲柄滑块机构 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 含间隙旋转铰机构的多体动力学建模与数值计算 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 间隙旋转铰的动力学建模 |
| 3.2.1 间隙旋转铰的数学模型 |
| 3.2.2 间隙旋转铰内的连续接触碰撞力模型 |
| 3.2.3 间隙旋转铰内的摩擦力模型 |
| 3.3 含间隙曲柄滑块机构的多体动力学模型 |
| 3.4 数值计算 |
| 3.5 不同机构参数对机构动力学特性的影响 |
| 3.5.1 曲柄转速对机构动力学特性的影响 |
| 3.5.2 间隙尺寸对机构动力学特性的影响 |
| 3.5.3 摩擦系数对机构动力学特性的影响 |
| 3.5.4 恢复系数对机构动力学特性的影响 |
| 3.6 接触碰撞力模型对间隙旋转铰机构动力学分析的影响 |
| 3.6.1 接触碰撞力模型对比分析 |
| 3.6.2 机构动力学特性分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 含间隙旋转铰机构的多体动力学仿真分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 含间隙旋转铰机构的多体系统虚拟样机建模 |
| 4.2.1 仿真设计 |
| 4.2.2 ADAMS中的接触碰撞力计算 |
| 4.2.3 ADAMS中的摩擦力模型 |
| 4.3 仿真计算分析 |
| 4.4 多间隙旋转铰机构的多体动力学仿真分析 |
| 4.5 考虑杆件柔性变形的含间隙旋转铰机构动力学仿真分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 研究主要结论 |
| 5.2 本文主要创新点 |
| 5.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读硕士学位期间参与科研项目和发表学术论文 |
（2）单轴转向架跨座式单轨车辆摆振控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景以及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 铁道车辆横向稳定性研究现状 |
| 1.2.2 跨座式单轨车辆横向稳定性研究现状 |
| 1.2.3 磁流变半主动控制研究现状 |
| 1.2.4 跨座式单轨车辆摆振评价研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 研究方案以及技术路线 |
| 第2章 多刚体环境下的单轴转向架车辆摆振分析及优化 |
| 2.1 单轴转向架结构 |
| 2.2 空间杆系运动学分析 |
| 2.3 单轴转向架车辆多刚体动力学模型 |
| 2.3.1 车辆拓扑模型 |
| 2.3.2 车辆多刚体动力学模型 |
| 2.4 单轴转向架车辆摆振仿真分析 |
| 2.5 空间杆系灵敏度分析 |
| 2.6 空间杆系构型优化分析 |
| 2.6.1 优化模型 |
| 2.6.2 优化方法 |
| 2.6.3 优化后的车辆摆振分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 单轴转向架车辆刚柔耦合动力学模型 |
| 3.1 转向架模型 |
| 3.1.1 柔性体理论 |
| 3.1.2 转向架动力学方程 |
| 3.2 .车体模型 |
| 3.3 轨道梁模型 |
| 3.4 轮胎模型 |
| 3.4.1 轮胎力学模型 |
| 3.4.2 胎轨接触模型 |
| 3.5 车辆刚柔耦合动力学模型仿真验证 |
| 3.5.1 仿真模型及分析 |
| 3.5.2 刚柔耦合模型验证 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 刚柔耦合模型参数对车辆摆振的影响分析 |
| 4.1 转向架杆系刚度参数对摆振的影响分析 |
| 4.2 悬挂参数对摆振的影响分析 |
| 4.3 轮胎参数对摆振的影响分析 |
| 4.4 转向架主要轮系几何参数对摆振的影响分析 |
| 4.5 整车系统模态及振型对摆振的影响分析 |
| 4.5.1 整车系统模态及振型 |
| 4.5.2 车速对摆振的仿真分析 |
| 4.6 灵敏度分析 |
| 4.6.1 灵敏度理论 |
| 4.6.2 杆系刚度参数灵敏度分析 |
| 4.6.3 动力学参数灵敏度分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 基于刚柔耦合动力学模型的车辆摆振优化 |
| 5.1 代理模型 |
| 5.1.1 实验点设计 |
| 5.1.2 响应面模型 |
| 5.2 杆系刚度参数优化 |
| 5.2.1 优化模型 |
| 5.2.2 优化结果分析 |
| 5.3 车辆动力学参数协调匹配分析 |
| 5.3.1 优化模型 |
| 5.3.2 优化策略 |
| 5.3.3 优化结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 单轴转向架车辆摆振半主动控制 |
| 6.1 .磁流变阻尼器 |
| 6.1.1 磁流变阻尼器特性及类型 |
| 6.1.2 磁流变阻尼器力学模型概述 |
| 6.2 基于磁流变阻尼器的车辆摆振半主动控制模型 |
| 6.2.1 控制方案 |
| 6.2.2 车辆半主动控制动力学模型 |
| 6.3 半主动控制方法 |
| 6.4 摆振半主动控制及成效分析 |
| 6.5 有效性验证 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| (一)攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| (二)主持和主研的科研项目 |
（3）特种装备全生命周期重要环节实时仿真关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 特种装备及相关大型场景的实时绘制和漫游技术现状分析 |
| 1.2.2 特种装备刚体动力学仿真模拟现状分析 |
| 1.2.3 特种装备虚拟伪装柔性织物仿真现状分析 |
| 1.2.4 特种装备仿真中人机交互技术现状分析 |
| 1.3 存在的主要问题 |
| 1.4 本文的主要研究内容及创新点 |
| 1.5 论文的组织结构 |
| 第2章 特种装备及相关大型场景的实时绘制和漫游 |
| 2.1 大型场景的实时绘制和漫游技术 |
| 2.1.1 多层次细节重划分技术分析 |
| 2.1.2 基于PBR渲染管线技术分析 |
| 2.1.3 实时仿真相关理论应用 |
| 2.2 特种装备大型场景的实时仿真应用实践 |
| 2.2.1 集成实车虚拟仿真平台 |
| 2.2.2 风力发电机虚拟仿真平台 |
| 2.2.3 分子级轴承仿真虚拟场景试验平台 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 基于刚体动力学的特种装备物理仿真研究 |
| 3.1 泵车刚体动力仿真模拟应用 |
| 3.1.1 泵车仿真问题剖析 |
| 3.1.2 泵车刚体动力学建模 |
| 3.1.3 泵车刚体动力学优化 |
| 3.2 装载机刚体动力仿真模拟应用 |
| 3.2.1 装载机仿真问题剖析 |
| 3.2.2 装载机刚体动力学建模 |
| 3.2.3 装载机刚体动力学优化 |
| 3.3 压路机刚体动力仿真模拟应用 |
| 3.3.1 压路机仿真问题剖析 |
| 3.3.2 压路机刚体动力学建模 |
| 3.3.3 压路机刚体动力学优化 |
| 3.4 仿真系统实验效果对比与分析 |
| 3.4.1 泵车作业模拟应用系统 |
| 3.4.2 装载机的动力学仿真应用系统 |
| 3.4.3 压路机的动力学仿真应用系统 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 特种装备虚拟伪装柔性织物仿真研究 |
| 4.1 伪装布料模型的建立 |
| 4.1.1 针对三角形面片的质点弹簧模型优化 |
| 4.1.2 基于位置动力学的伪装布料建模 |
| 4.2 特种装备应用布料的动态真实性问题剖析 |
| 4.2.1 异质布料的动态绘制 |
| 4.2.2 真实风场物理模型问题剖析 |
| 4.3 风场下伪装布料撕裂的改进 |
| 4.3.1 布料撕裂算法问题剖析 |
| 4.3.2 Half-edge半边结构分析 |
| 4.3.3 Half-edge的改进 |
| 4.3.4 布料撕裂稳定性的改进 |
| 4.4 布料仿真效果验证 |
| 4.4.1 实验背景 |
| 4.4.2 伪装布料真实性验证 |
| 4.4.3 实验结果 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 特种装备虚拟现实人机交互技术研究 |
| 5.1 虚拟声场的采集和处理 |
| 5.2 虚拟装配中的手势交互 |
| 5.2.1 手势交互系统构建 |
| 5.2.2 面向特种装备虚拟装配场景的交互设计 |
| 5.2.3 手势操控发动机装配案例 |
| 5.3 特种装备的沉浸式交互 |
| 5.3.1 沉浸式交互问题剖析 |
| 5.3.2 碰撞检测与力反馈 |
| 5.3.3 虚拟测量软件模拟及应用 |
| 5.4 特种装备人机交互舒适性验证 |
| 5.4.1 特种装备交互仿真舒适性问题剖析 |
| 5.4.2 真实特种装备操作环境建立 |
| 5.4.3 特种装备仿真交互模式改进 |
| 5.4.4 实验案例 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（4）高速列车轮对柔性对动力学性能影响研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 技术路线 |
| 本章小结 |
| 第二章 车辆多体动力学理论 |
| 2.1 多刚体动力学理论基础 |
| 2.1.1 系统坐标系的定义 |
| 2.1.2 多刚体系统动力学方程 |
| 2.2 车辆多体动力学建模基本方法 |
| 2.2.1 基本分析方法 |
| 2.2.2 数值积分法 |
| 2.3 刚柔耦合动力学理论 |
| 2.3.1 柔性体建模方法 |
| 2.3.2 SIMPACK柔性体建模 |
| 本章小结 |
| 第三章 柔性轮对建模 |
| 3.1 模态子结构综合法(CMS) |
| 3.2 轮对结构三维建模 |
| 3.3 轮对有限元模型及柔性化处理 |
| 3.3.1 网格模型 |
| 3.3.2 模态分析 |
| 3.3.3 子结构缩减 |
| 3.3.4 生成柔性轮对.fbi文件 |
| 3.4 模态结果对比验证 |
| 本章小结 |
| 第四章 车辆系统动力学建模 |
| 4.1 车辆系统多刚体动力学模型 |
| 4.1.1 轮对模型的建立 |
| 4.1.2 转向架模型的建立 |
| 4.1.3 整车模型的建立 |
| 4.2 考虑柔性轮对的刚柔耦合动力学模型 |
| 本章小结 |
| 第五章 考虑轮对柔性的车辆动力学性能分析 |
| 5.1 轨道不平顺 |
| 5.1.1 轨道不平顺分类 |
| 5.1.2 轨道不平顺数值模拟 |
| 5.2 线路工况 |
| 5.3 轮对柔性对车辆动力学性能的影响分析 |
| 5.3.1 车辆动力学性能评价指标 |
| 5.3.2 轮对柔性对车辆直线运行稳定性影响 |
| 5.3.3 轮对柔性对车辆直线运行平稳性影响 |
| 5.3.4 轮对柔性对车辆曲线通过安全性影响 |
| 5.3.5 轮对柔性对车辆曲线运行平稳性影响 |
| 5.3.6 轮对柔性对车辆轮轨磨耗影响 |
| 本章小结 |
| 第六章 轮对子结构缩减建模方法研究 |
| 6.1 主节点选取 |
| 6.2 半耦合轮对模型 |
| 6.2.1 曲线通过安全性 |
| 6.2.2 曲线通过平稳性 |
| 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）新型超冗余空间机械臂的关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究意义 |
| 1.1.1 课题来源和项目基础 |
| 1.1.2 选题背景及意义 |
| 1.2 空间机械臂的研究现状 |
| 1.3 空间机械臂运动学和轨迹规划的研究现状 |
| 1.4 空间机械臂动力学建模的研究现状 |
| 1.5 空间机械臂控制方法的研究现状 |
| 1.5.1 预测模型控制的研究现状 |
| 1.5.2 神经网络控制的研究现状 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第2章 空间机械臂的结构设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 第一代空间机械臂的结构设计 |
| 2.2.1 总体设计要求 |
| 2.2.2 机械臂关节的结构设计 |
| 2.2.3 串联臂的工作原理 |
| 2.3 机械臂的电控系统 |
| 2.3.1 设计输入的条件 |
| 2.3.2 控制结构 |
| 2.3.3 驱动电机 |
| 2.3.4 电源系统 |
| 2.3.5 控制器方案 |
| 2.3.6 驱动器方案 |
| 2.3.7 控制方案 |
| 2.4 机械臂的性能测试 |
| 2.4.1 关节输出力矩测试 |
| 2.4.2 关节运转角速度测试 |
| 2.4.3 旋转角度精度测试 |
| 2.5 第二代空间机械臂的结构设计 |
| 2.5.1 第二代臂的整体方案设计 |
| 2.5.2 第二代臂的关节结构设计 |
| 2.5.3 关节外壳受力分析和加强筋优化 |
| 2.6 两代空间机械臂的对比分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 空间机械臂的运动学和轨迹规划 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 机械臂的工作空间 |
| 3.2.1 九自由度冗余臂的可达工作空间 |
| 3.2.2 九自由度冗余臂的灵巧工作空间 |
| 3.2.3 可达工作空间与灵巧工作空间之间的关系 |
| 3.2.4 SLI指标 |
| 3.3 基于脊椎曲线的运动学分析 |
| 3.4 九自由度机械臂的运动学分析 |
| 3.5 机械臂的避障算法 |
| 3.5.1 Bi-RRT算法 |
| 3.5.2 改进的Bi-RRT算法 |
| 3.6 机械臂的运动和避障仿真 |
| 3.7 实验验证 |
| 3.7.1 末端柔性抓捕实验 |
| 3.7.2 复杂环境下的避障 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 空间机械臂的动力学分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于静基座的机械臂动力学分析 |
| 4.2.1 多体系统的动能和势能 |
| 4.2.2 拉格朗日动力学方程 |
| 4.2.3 局部参数化 |
| 4.3 空间机械臂的动力学建模 |
| 4.3.1 假设模态法 |
| 4.3.2 柔性臂的线弹性假设 |
| 4.3.3 位置和姿态约束方程 |
| 4.3.4 闭环系统的多体动力学 |
| 4.3.5 空间机械臂的多体动力学 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 空间机械臂的智能控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于误差分析模型和指令滤波器的预测模糊控制 |
| 5.2.1 机械臂的误差分析模型 |
| 5.2.2 模型预测控制 |
| 5.2.3 带指令滤波器的模糊控制 |
| 5.3 基于动力学模型和扰动观测器的神经网络抑振控制 |
| 5.3.1 柔性臂的神经网络控制 |
| 5.3.2 柔性臂的动力学模型 |
| 5.3.3 扰动观测器 |
| 5.4 实验验证 |
| 5.4.1 机械臂的自适应运动 |
| 5.4.2机械臂的写字实验 |
| 5.4.3机械臂的末端抑振实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（6）基于信域指标分解法的商用车方向盘怠速振动控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 课题研究背景 |
| §1.2 国内外研究现状 |
| §1.2.1 多体动力学研究现状 |
| §1.2.2 指标分解方法研究现状 |
| §1.2.3 转向系统振动控制手段的研究现状 |
| §1.3 本文的主要研究内容 |
| §1.4 本文主要创新点 |
| 第二章 信域指标分解法研究 |
| §2.1 信域指标分解法理论介绍 |
| §2.2 在整车层和分解层上信域指标分解法表达式 |
| §2.2.1 整车层响应指标数学模型的建立 |
| §2.2.2 子系统层响应指标数学模型的建立 |
| §2.3 信域指标分解法中振动控制优化指标准则确立 |
| §2.3.1 避频隔振层面设计指标分析 |
| §2.3.2 减振层面设计指标分析 |
| §2.4 本章总结 |
| 第三章 基于信域指标分解法的系统动力学建模 |
| §3.1 多体动力学理论基础 |
| §3.1.1 全局广义坐标的设定 |
| §3.1.2 刚性多体模型的动力学模型分析 |
| §3.1.3 惯性坐标系下柔性多体动力学理论基础 |
| §3.2 方向盘关联振动传递路径分析和关键子系统特征研究 |
| §3.2.1 方向盘关联振动传递路径分析 |
| §3.2.2 方向盘关联子系统结构特征研究 |
| §3.3 柔性体子系统组建和模态特性分析 |
| §3.3.1 驾驶室子系统结构模态分析和精细化柔性系统建立 |
| §3.3.2 驾驶室悬置子系统模态分析 |
| §3.3.3 保险杠子系统结构模态分析和精细化柔性系统建立 |
| §3.3.4 车架子系统结构模态分析和精细化柔性系统建立 |
| §3.3.5 转向子系统结构模态分析和精细化柔性系统建立 |
| §3.3.6 前悬子系统建模 |
| §3.3.7 后悬子系统建模 |
| §3.3.8 轮胎子模型建模 |
| §3.3.9 驾驶室悬置子系统建模 |
| §3.4 刚性和柔性模型的参数对标分析 |
| §3.4.1 刚性和柔性驾驶室子系统模型对比 |
| §3.4.2 刚性和柔性车架子系统对比 |
| §3.4.3 刚性和柔性转向子系统对比 |
| §3.5 本章总结 |
| 第四章 怠速工况仿真与转向子系统局部振动主路径识别 |
| §4.1 实车测试和方向盘振动故障分析 |
| §4.2 怠速仿真分析 |
| §4.2.1 基于怠速逆向驱动仿真分析 |
| §4.2.2 怠速特征激励源的建立 |
| §4.2.3 整车原始刚性多体模型的缺陷分析 |
| §4.2.4 怠速扫频仿真分析 |
| §4.3 转向子系统的局部振动传递主路径识别 |
| §4.4 本章总结 |
| 第五章 基于信域指标分解法的转向子系统主路径参数优化与控制效果分析 |
| §5.1 动力总成分解子系统层的参数优化设计 |
| §5.1.1 动力总成子系统特性控制指标到结构参数的分解 |
| §5.1.2 动力总成子系统的解耦优化设计 |
| §5.1.3 关联子系统对动力总成子系统模态影响分析 |
| §5.1.4 动力总成子系统后移改进 |
| §5.1.5 动力总成子系统前悬置两点式改进 |
| §5.2 车架子系统的参数优化设计 |
| §5.2.1 车架子系统特性控制指标到结构参数的分解 |
| §5.2.2 车架子系统的优化改进 |
| §5.3 驾驶室悬置子系统的参数优化设计 |
| §5.3.1 驾驶室悬置子系统特性控制指标到结构参数的分解 |
| §5.3.2 驾驶室悬置衬套的参数优化 |
| §5.4 转向子系统的参数优化设计 |
| §5.4.1 转向子系统特性控制指标到结构参数的分解 |
| §5.4.2 基于避频隔振指标的转向系统优化设计 |
| §5.4.3 基于吸振指标的方向盘优化改进 |
| §5.5 各子系统优化方案对方向盘振动控制效果分析 |
| §5.6 本章总结 |
| 第六章 总结与展望 |
| §6.1 全文总结 |
| §6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者在攻读硕士期间的主要研究成果 |
（7）折臂式高空作业车臂架变幅系统振动抑制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 高空作业车的发展 |
| 1.2.1 国外高空作业车的发展 |
| 1.2.2 国内高空作业车的发展 |
| 1.2.3 高空作业车相关技术的研究情况 |
| 1.3 臂架系统动力学研究现状 |
| 1.4 臂架系统振动控制研究现状 |
| 1.5 本文研究的主要内容 |
| 2 折臂式高空作业车变幅液压系统建模 |
| 2.1 电液比例控制系统介绍 |
| 2.1.1 电液比例控制系统原理 |
| 2.1.2 电液比例控制系统特点 |
| 2.2 变幅液压系统建模 |
| 2.2.1 比例放大器建模 |
| 2.2.2 比例阀建模 |
| 2.2.3 阀控液压缸建模 |
| 2.2.4 位移传感器建模 |
| 2.2.5 系统整体建模 |
| 2.3 变幅液压系统的特性分析 |
| 2.3.1 变幅液压系统稳定性分析 |
| 2.3.2 变幅液压系统的响应分析 |
| 2.3.3 变幅液压系统的校正 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 折臂式高空作业车臂架系统动力学建模与分析 |
| 3.1 折臂式高空作业车臂架系统描述 |
| 3.2 基于多刚体动力学臂架系统建模与分析 |
| 3.2.1 刚体臂架系统的运动分析 |
| 3.2.2 臂架系统多刚体动力学方程的建立 |
| 3.2.3 臂架系统多刚体动力学方程的推导 |
| 3.3 基于柔性多体动力学等截面臂架系统建模与分析 |
| 3.3.1 柔体等截面臂架系统的运动分析 |
| 3.3.2 等截面臂架系统柔性多体动力学方程的建立 |
| 3.3.3 等截面臂架系统柔性多体动力学方程的推导 |
| 3.4 基于柔性多体动力学变截面臂架系统建模与分析 |
| 3.4.1 柔体变截面臂架系统的运动分析 |
| 3.4.2 变截面臂架系统柔性多体动力学方程的建立 |
| 3.4.3 变截面臂架系统柔性多体动力学方程的推导 |
| 3.5 臂架系统动力学仿真分析 |
| 3.5.1 臂架系统刚、柔体模型动态性能分析对比 |
| 3.5.2 臂架系统等、变截面模型动态性能分析对比 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 折臂式高空作业车臂架系统振动抑制方法研究 |
| 4.1 奇异摄动原理 |
| 4.2 臂架系统的奇异摄动分解 |
| 4.2.1 慢变子系统的方程 |
| 4.2.2 快变子系统的方程 |
| 4.3 臂架系统混合控制框架图 |
| 4.4 慢变子系统控制器设计 |
| 4.4.1 PID控制方法原理及设计 |
| 4.4.2 臂架系统慢变子系统控制器设计 |
| 4.5 快变子系统控制器设计 |
| 4.5.1 线性二次型最优控制器的原理 |
| 4.5.2 臂架系统快变子系统控制器设计 |
| 4.6 臂架系统控制仿真分析 |
| 4.6.1 建立臂架变幅控制系统完整模型 |
| 4.6.2 臂架变幅控制系统仿真分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（8）类结构叠放多体系统地震瞬态响应分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 叠放机械系统抗震分析研究现状 |
| 1.2.1 核环吊抗震研究现状 |
| 1.2.2 岸桥起重机抗震研究现状 |
| 1.3 多体系统中接触问题的研究现状 |
| 1.3.1 法向接触力模型研究现状 |
| 1.3.2 摩擦力模型研究现状 |
| 1.4 多体系统建模、求解理论研究现状 |
| 1.4.1 建模理论 |
| 1.4.2 数值方法 |
| 1.5 人工地震波拟合研究现状 |
| 1.6 研究内容 |
| 2 类结构叠放多体系统建模方法 |
| 2.1 叠放机械系统建模框架 |
| 2.1.1 准静态分析方法 |
| 2.1.2 浮动坐标法 |
| 2.2 广义模态叠加法 |
| 2.3 模型降噪法 |
| 2.3.1 刚性系统数值求解问题 |
| 2.3.2 多柔体系统模型降噪法 |
| 2.4 数值算例 |
| 2.4.1 例题1: 龙门吊地震响应分析 |
| 2.4.2 例题2: 不同积分器的比较 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 柔体间动态接触力求解 |
| 3.1 连续接触力模型 |
| 3.2 柔体间动态接触力方程 |
| 3.2.1 单面约束 |
| 3.2.2 均匀化线性互补关系 |
| 3.3 互补变量规范化 |
| 3.4 数值算例 |
| 3.4.1 例题1:一维弹簧质量系统 |
| 3.4.2 例题2: 含间隙平面滑移铰铰内接触分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 核环吊动力学模型 |
| 4.1 核环吊结构 |
| 4.2 大车动力学模型 |
| 4.2.1 桥架力学模型 |
| 4.2.2 水平导向装置力学模型 |
| 4.2.3 行走机构力学模型 |
| 4.3 小车动力学模型 |
| 4.4 核岛安全壳动力学模型 |
| 4.5 轮轨关系 |
| 4.5.1 大车—环轨轮轨关系 |
| 4.5.2 水平轮—水平轨道轮轨关系 |
| 4.5.3 小车—大车轮轨关系 |
| 4.5.4 摩擦模型 |
| 4.6 动力学方程组集 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 核环吊地震响应仿真分析 |
| 5.1 人工地震波合成 |
| 5.1.1 人工地震波直接拟合方法 |
| 5.1.2 人工地震波拟合 |
| 5.2 初值的确定 |
| 5.3 数值求解控制策略 |
| 5.4 数值算例 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论和展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 三代核环吊抗震分析软件简介 |
| 附录B 求解动态接触力的MATLAB程序 |
| 附录C 核环吊地震瞬态响应分析技术路线 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）高速车辆磁流变阻尼器控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 车辆悬挂系统类型 |
| 1.3 研究现状 |
| 1.3.1 刚柔耦合动力学研究现状 |
| 1.3.2 磁流变阻尼器控制研究现状 |
| 1.4 先进控制策略 |
| 1.5 主要工作内容 |
| 2 磁流变阻尼器半主动悬挂系统模型建立 |
| 2.1 多体动力学软件UM简介 |
| 2.2 车辆轨道耦合模型的建立 |
| 2.2.1 多体动力学基本理论与建模方法 |
| 2.2.2 车辆系统动力学模型建立方法 |
| 2.2.3 轨道模型的建立 |
| 2.2.4 建立柔性轮对的刚柔耦合动力学模型 |
| 2.3 磁流变阻尼器模型的建立 |
| 2.3.1 可控阻尼减振器的选用 |
| 2.3.2 磁流变液 |
| 2.3.3 磁流变阻尼器模型 |
| 2.3.4 高速车辆二系横向磁流变阻尼器建模 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于模糊控制的半主动控制策略设计 |
| 3.1 模糊控制理论与应用 |
| 3.2 模糊控制器主要环节 |
| 3.3 模糊控制器基本类型 |
| 3.3.1 按照输入、输出分类 |
| 3.3.2 按照模糊控制器的本质分类 |
| 3.3.3 按照模糊控制器的功能分类 |
| 3.3.4 按照模糊控制器的智能化分类 |
| 3.4 模糊控制器设计 |
| 3.4.1 确定输入/输出量与变量模糊化 |
| 3.4.2 选用隶属函数 |
| 3.4.3 编辑模糊规则菜单 |
| 3.4.4 清晰化过程 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 高速车辆半主动天棚阻尼控制仿真分析 |
| 4.1 基于天棚阻尼控制策略的半主动悬挂原理 |
| 4.1.1 天棚阻尼控制原理 |
| 4.1.2 天棚阻尼控制设计 |
| 4.2 UM和 Matlab/Simulink联合仿真模型的建立 |
| 4.3 测控系统构成 |
| 4.4 多刚体模型天棚阻尼控制算法仿真分析 |
| 4.4.1 仿真工况 |
| 4.4.2 时速300km、350km工况下半主动悬挂横向减振器的影响 |
| 4.5 刚柔耦合模型天棚阻尼控制算法仿真分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 高速车辆半主动模糊控制仿真分析 |
| 5.1 计算工况 |
| 5.2 两种轨道模型下的磁流变阻尼器车辆系统动力学响应 |
| 5.2.1 无质量轨道下磁流变阻尼器控制研究 |
| 5.2.2 移动质量轨道下刚柔耦合动力学模型控制研究 |
| 5.2.3 功率谱密度分析 |
| 5.3 车辆系统曲线通过能力控制分析 |
| 5.3.1 曲线线路设置 |
| 5.3.2 车辆运行安全性分析 |
| 5.3.3 车辆运行平稳性分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（10）多体组合航天器协同姿态控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 注释表 |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 相关技术研究现状 |
| 1.2.1 国内外在多体航天器研究现状 |
| 1.2.2 多体系统建模研究现状 |
| 1.2.3 未知参数组合体控制研究现状 |
| 1.2.4 协同控制算法研究现状 |
| 1.3 本文的研究思路和组织结构 |
| 1.3.1 研究思路 |
| 1.3.2 本文的组织结构 |
| 第二章 多体组合航天器内力及内力矩建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 姿态动力学及运动学 |
| 2.3 多体航天器构型的数学描述 |
| 2.4 树形拓扑的多体航天器内力(矩)建模 |
| 2.5 网络拓扑的多体航天器内力(矩)建模 |
| 2.5.1 坐标系定义 |
| 2.5.2 基于刚度矩阵法的内力(矩)建模 |
| 2.6 内力(矩)模型分析与验证 |
| 2.6.1 ADAMS下的树形拓扑内力(矩)分析 |
| 2.6.2 网状拓扑内力(矩)模型验证分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 多体组合航天器智能协同控制研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 问题描述 |
| 3.3 智能协同姿态控制算法 |
| 3.3.1 自适应惯性权重的改进PSO算法 |
| 3.3.2 初始分配和继承迭代的引入 |
| 3.4 智能力矩分配仿真 |
| 3.4.1 初始条件设定 |
| 3.4.2 智能PSO算法 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 多体组合航天器局部失效控制研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 问题描述 |
| 4.3 自适应协同姿态控制 |
| 4.3.1 稳定性证明 |
| 4.3.2 协同分配策略 |
| 4.4 局部失效组合航天器协同姿态控制仿真验证 |
| 4.4.1 PD控制仿真验证 |
| 4.4.2 预设增益PD控制仿真验证 |
| 4.4.3 自适应控制仿真验证 |
| 4.4.4 惯量识别仿真验证 |
| 4.4.5 控制力矩分配仿真验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 本文工作总结 |
| 5.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果 |
四、STUDY ON DYNAMICS, STABILITY AND CONTROL OF MULTI-BODY FLEXIBLE STRUCTURE SYSTEM IN FUNCTIONAL SPACE（论文参考文献）
- [1]含间隙旋转铰机构的多体动力学研究[D]. 陈锐搏. 昆明理工大学, 2021(01)
- [2]单轴转向架跨座式单轨车辆摆振控制[D]. 周军超. 重庆交通大学, 2020(01)
- [3]特种装备全生命周期重要环节实时仿真关键技术研究[D]. 刘宇涵. 燕山大学, 2020(01)
- [4]高速列车轮对柔性对动力学性能影响研究[D]. 吴迪. 大连交通大学, 2020(06)
- [5]新型超冗余空间机械臂的关键技术研究[D]. 何俊培. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2020(08)
- [6]基于信域指标分解法的商用车方向盘怠速振动控制研究[D]. 汤涛. 桂林电子科技大学, 2020
- [7]折臂式高空作业车臂架变幅系统振动抑制研究[D]. 杜剑威. 大连理工大学, 2020(02)
- [8]类结构叠放多体系统地震瞬态响应分析[D]. 张欣刚. 大连理工大学, 2020(07)
- [9]高速车辆磁流变阻尼器控制研究[D]. 张斌麟. 兰州交通大学, 2020(01)
- [10]多体组合航天器协同姿态控制研究[D]. 吴佳奇. 南京航空航天大学, 2020(07)