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刚毛翼拍合过程中复合运动对升力的影响
1
作者 赵磊 张树海 +3 位作者 袁俊杰 张忠海 周林 何广平 《兵器装备工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期174-182,共9页
为揭示拍合过程中拍动和俯仰运动重叠对刚毛翼升力的影响,基于重叠网格方法建立了刚毛翼的计算流体动力学模型,分析了刚毛翼悬飞时的黏性效应,在此基础上研究了拍动-俯仰重叠率对刚毛翼升力系数的影响规律及机制。研究结果表明:随着基... 为揭示拍合过程中拍动和俯仰运动重叠对刚毛翼升力的影响,基于重叠网格方法建立了刚毛翼的计算流体动力学模型,分析了刚毛翼悬飞时的黏性效应,在此基础上研究了拍动-俯仰重叠率对刚毛翼升力系数的影响规律及机制。研究结果表明:随着基于弦长的雷诺数由10逐渐增加至80,刚毛间隙泄漏明显增强,刚毛翼内外侧压差和刚毛间隙泄漏率与雷诺数之比不断减小,导致压力和剪切力对升力系数的贡献不断减小,升力系数不断降低;通过采用较高的拍动-俯仰重叠率,可使拍合过程中的流体泄漏方向与刚毛运动方向相反,在合拢阶段形成明显的竖直向上剪切力合力,而在打开阶段形成明显的竖直向上压差,从而将合拢和打开阶段的负升力峰值转变为正升力峰值,有效提高刚毛翼的平均升力系数。 展开更多
关键词 刚毛翼 拍合 重叠网格 升力 雷诺数 拍动-俯仰重叠率
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蛇形空间机械臂单个2-DOF关节的运动学标定
2
作者 宋国庆 赵成浩 +2 位作者 袁俊杰 张忠海 何广平 《机床与液压》 北大核心 2024年第3期1-9,共9页
绳索驱动的分段式蛇形空间机械臂通常具有相同结构的模块化关节,能够在狭小空间中灵巧操作,其精度是制约机器人发展的主要因素。为了提高蛇形空间机械臂的位置精度,指导蛇形空间机械臂的精度设计,以单个2-DOF关节为对象,提出一种正则化... 绳索驱动的分段式蛇形空间机械臂通常具有相同结构的模块化关节,能够在狭小空间中灵巧操作,其精度是制约机器人发展的主要因素。为了提高蛇形空间机械臂的位置精度,指导蛇形空间机械臂的精度设计,以单个2-DOF关节为对象,提出一种正则化的运动学标定方法。首先,对具有多重映射关系的2-DOF关节的运动学进行分析,通过矩阵全微分理论建立包含所有几何误差参数的误差模型。然后,对2-DOF关节各部件的所有误差源进行灵敏度分析,依据3σ原则和理想的位置精度设计指标指导各部件的公差设计。最后,考虑所有的制造和装配误差,采用正则化方法对2-DOF关节进行误差辨识,用于补偿控制器中的名义运动学模型。结果表明,经过修正后的运动学模型的位置精度提高了50%,验证了运动学标定的有效性。 展开更多
关键词 运动学 误差分析 灵敏度分析 运动学标定 精度设计
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基于网络环境下的实验教学 被引量：11
3
作者 何广平 肖信 +3 位作者 南俊民 孙艳辉 李国良 马国正 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2010年第9期132-134,共3页
以"物理化学实验"教学活动作为研究对象,对基于网络环境下的自主型立体化实验教学模式进行研究与教学实践。研究结果表明,基于网络环境下的自主型立体化物理化学实验教学模式所提出的教学思想、模块设置和教学设计可作为一种... 以"物理化学实验"教学活动作为研究对象,对基于网络环境下的自主型立体化实验教学模式进行研究与教学实践。研究结果表明,基于网络环境下的自主型立体化物理化学实验教学模式所提出的教学思想、模块设置和教学设计可作为一种实验教学模式应用于不同学科的实验教学中,并将改变学生的学习习惯与学习方法,打破仅仅关注课本知识、满足于课本知识的学习惯性,从自主型立体化实验教学模式所提供的全方位、立体化的学习资源与教学互动,扩大自己的学习空间,找到学习的乐趣,提高学习兴趣,并能够自主学习。 展开更多
关键词 实验教学 物理化学 教学模式 网络
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欠驱动冗余度空间机器人优化控制 被引量：7
4
作者 何广平 陆震 王凤翔 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期305-310,共6页
欠驱动控制是空间技术中容错技术的重要方面.本文研究了被动关节中有制动器的欠驱动冗余度空间机器人系统的运动优化控制问题.从系统动力学方程出发,分析了欠驱动冗余度空间机器人的优化能力和控制方法;给出了主、被动关节间的耦合度指... 欠驱动控制是空间技术中容错技术的重要方面.本文研究了被动关节中有制动器的欠驱动冗余度空间机器人系统的运动优化控制问题.从系统动力学方程出发,分析了欠驱动冗余度空间机器人的优化能力和控制方法;给出了主、被动关节间的耦合度指标;提出了欠驱动冗余度空间机器人系统的“虚拟模型引导控制”方法,在这种方法中采用与欠驱动机器人机构等价的全驱动机器人作为模型来规划机器人的运动,使欠驱动系统在关节空间中逼近给出的规划轨迹,实现了机器人末端运动的连续轨迹运动优化控制;通过末关节为被动关节的平面三连杆机器人进行了仿真,仿真的结果证明了提出算法的有效性. 展开更多
关键词 欠驱动 冗余度 机器人 变结构控制 优化
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平面三连杆欠驱动机械臂谐波函数控制方法 被引量：7
5
作者 何广平 陆震 王凤翔 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期520-524,共5页
对一种平面三连杆欠驱动机械臂的稳态周期运动进行了理论分析和计算仿真,发现对于确定的欠驱动机器人系统,给系统中的主动关节施加合适的控制,被动关节出现一种"螺旋运动",而且螺旋运动速度与输入振幅和频率有关。在此基础上... 对一种平面三连杆欠驱动机械臂的稳态周期运动进行了理论分析和计算仿真,发现对于确定的欠驱动机器人系统,给系统中的主动关节施加合适的控制,被动关节出现一种"螺旋运动",而且螺旋运动速度与输入振幅和频率有关。在此基础上提出两种欠驱动机械臂位置控制的谐波函数控制方法,通过仿真验证了这种控制方法的有效性。 展开更多
关键词 机械臂 欠驱动 谐波函数 动力学 控制
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平面全柔性3-DOF过驱动并联机构的最优综合 被引量：5
6
作者 何广平 谭晓兰 +1 位作者 张向慧 陆震 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2006年第6期623-628,635,共7页
以设计全柔性多自由度过驱动并联机构为目标,研究了平面3-DOF 4RRR过驱动并联机构的最优综合问题.从一般四分支3-DOF平面并联机构出发,建立了机构的运动学模型;给出了机构的4种可能拓扑结构分类,对不同拓扑结构类型机构的运动学和力学... 以设计全柔性多自由度过驱动并联机构为目标,研究了平面3-DOF 4RRR过驱动并联机构的最优综合问题.从一般四分支3-DOF平面并联机构出发,建立了机构的运动学模型;给出了机构的4种可能拓扑结构分类,对不同拓扑结构类型机构的运动学和力学性能进行了分析比较.建立了并联机构全工作空间操作性改善优化模型,采用遗传算法进行优化设计并给出了实例,根据优化实例的结果设计制造了平面全柔性三自由度过驱动并联机构.以上方法对其它全柔性并联机构的优化设计具有参考价值. 展开更多
关键词 全柔性 过驱动 并联机构 最优综合
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欠驱动机器人的动力学耦合奇异研究 被引量：4
7
作者 何广平 陆震 王凤翔 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期240-245,共6页
欠驱动机械臂的运动只能从动力学水平进行控制, 从动关节的运动是通过主动关节的动力学耦合间接控制的。主、被动关节之间的动力学耦合特征与机械臂关节空间的位形有关, 因此在欠驱动机械臂运动过程中可能发生动力学耦合奇异, 某些被动... 欠驱动机械臂的运动只能从动力学水平进行控制, 从动关节的运动是通过主动关节的动力学耦合间接控制的。主、被动关节之间的动力学耦合特征与机械臂关节空间的位形有关, 因此在欠驱动机械臂运动过程中可能发生动力学耦合奇异, 某些被动关节的运动变得不可控。从关节空间和操作空间两个角度分析了欠驱动机械臂的动力学耦合问题, 给出从以上两种工作空间度量系统动力学耦合的指标。提出一种基于输入变量非线性变换的滑模变结构控制方法, 用于实现欠驱动机械臂操作空间中的连续轨迹控制。通过平面二连杆欠驱动机械臂和只有一个主动关节的平面三连杆欠驱动机械臂进行了仿真, 仿真结果证明提出的控制方法是可行的。 展开更多
关键词 欠驱动 机械臂 动力学奇异 非线性控制 非完整约束
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欠驱动冗余度机器人运动优化控制 被引量：8
8
作者 何广平 陆震 王凤翔 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期16-20,共5页
研究了具有多个被动关节的欠驱动冗余机器人的运动优化控制问题。基于滑模变结构控制方法 ,首先实现了被动关节位置控制 ;进一步利用“虚拟模型引导控制”方法实现了欠驱动冗余度机器人的连续轨迹运动优化控制 ;通过平面三连杆机器人臂... 研究了具有多个被动关节的欠驱动冗余机器人的运动优化控制问题。基于滑模变结构控制方法 ,首先实现了被动关节位置控制 ;进一步利用“虚拟模型引导控制”方法实现了欠驱动冗余度机器人的连续轨迹运动优化控制 ;通过平面三连杆机器人臂进行了避障运动仿真 。 展开更多
关键词 欠驱动 冗余度 机器人 优化控制 运动控制
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双臂弹性单腿机器人的垂直跳跃控制 被引量：3
9
作者 何广平 谭晓兰 张向慧 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期44-49,共6页
提出一种新型弹性单腿跳跃机器人系统,该机器人由两个驱动臂和一个弹性被动伸缩腿组成,系统只能依靠内部动力学耦合实现动态站立平衡、起跳、稳定连续跳跃运动。给出系统机构模型,分析该系统的变约束特征。该机器人系统在支撑相是二阶... 提出一种新型弹性单腿跳跃机器人系统,该机器人由两个驱动臂和一个弹性被动伸缩腿组成,系统只能依靠内部动力学耦合实现动态站立平衡、起跳、稳定连续跳跃运动。给出系统机构模型,分析该系统的变约束特征。该机器人系统在支撑相是二阶非完整约束系统,在飞行相是一阶非完整约束系统。针对这种欠驱动非完整约束动力学系统,采用时变非线性输入变换,提出一种实现垂直方向连续跳跃的运动控制算法。以控制腿部的姿态和振动规律、系统动量为目标实现机器人的全状态稳定控制。通过计算仿真模拟,验证提出的运动控制方案是可行的。该研究以探索弹性欠驱动机械系统振动能量循环利用技术为目标,研究结果对设计新型弹性欠驱动机械系统以及探索它在航天领域的应用具有一定参考价值。 展开更多
关键词 欠驱动 弹性 跳跃机器人 动力 学控制
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欠驱动冗余度机械臂的动态自重构 被引量：2
10
作者 何广平 杨泽勇 +1 位作者 范春辉 陆震 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期158-162,167,共6页
分析了欠驱动冗余度机械臂不同机构模式下运动学模型及动力学模型之间的关系,给出了欠驱动机械臂工作于全驱动模式下的动力学操作性度量指标。提出了一种欠驱动机械臂工作在欠驱动模式时的基于非线性控制技术的自运动控制方法,利用少维... 分析了欠驱动冗余度机械臂不同机构模式下运动学模型及动力学模型之间的关系,给出了欠驱动机械臂工作于全驱动模式下的动力学操作性度量指标。提出了一种欠驱动机械臂工作在欠驱动模式时的基于非线性控制技术的自运动控制方法,利用少维数的控制输入实现了机械臂的多维关节空间的运动控制,使欠驱动冗余度机械臂能完成自运动流形控制。提出一种动态提高欠驱动冗余度机械臂工作于全驱动模式时的操作性能的方法,通过有两个被动关节的平面四关节欠驱动机械臂进行了仿真验证。 展开更多
关键词 欠驱动 机械臂 自重构 非线性控制 动态可操作性
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柔性欠驱动机械臂的内共振现象及应用 被引量：3
11
作者 何广平 陆震 王凤翔 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期913-916,共4页
针对柔性欠驱动机械臂研究了被动关节处于自由摆动和锁定状态下系统所具有的不同动力学行为.通过对平面二连杆柔性欠驱动机械臂的非线性动力学分析,发现这种多模态非线性动力学系统的内共振对系统振动行为有重要影响.当结构参数满足一... 针对柔性欠驱动机械臂研究了被动关节处于自由摆动和锁定状态下系统所具有的不同动力学行为.通过对平面二连杆柔性欠驱动机械臂的非线性动力学分析,发现这种多模态非线性动力学系统的内共振对系统振动行为有重要影响.当结构参数满足一定条件时,系统发生的内共振能有效减小机械臂末端的振动.利用这一现象,提出一种柔性欠驱动机械臂的开环振动控制方法,这种方法降低了闭环振动控制方法对驱动元件性能的过高或控制器稳定的困难.以平面二连杆柔性欠驱动机械臂进行了建模和数值计算分析,结果证明了以上方法和结果. 展开更多
关键词 柔性机械臂 欠驱动 机器人 共振
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“水-柴油微乳体系拟三元相图绘制与燃烧性能测定”实验教学设计 被引量：2
12
作者 何广平 孙峰 +1 位作者 林利添 曾荣华 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2011年第4期122-125,132,共5页
实验中将三元相图的绘制方法与量热技术相结合,选择备受关注的能源与环境问题,结合水-柴油体系的微乳化原理与拟三元相图的绘制,配制不同性质的乳化柴油,并通过氧弹量热装置测定柴油、乳化柴油以及添加助燃催化剂二茂铁后燃油的燃烧效... 实验中将三元相图的绘制方法与量热技术相结合,选择备受关注的能源与环境问题,结合水-柴油体系的微乳化原理与拟三元相图的绘制,配制不同性质的乳化柴油,并通过氧弹量热装置测定柴油、乳化柴油以及添加助燃催化剂二茂铁后燃油的燃烧效率与速率,以了解乳化柴油性质、形成原理与柴油乳化的助燃消烟作用,使学生通过实验,加深了解物理化学原理在不同领域的综合应用,关注社会、关注环境。教学实践结果表明,本实验设计科学合理,可作为物理化学实验课程中综合创新实验开设。 展开更多
关键词 三元相图 表面活性剂 乳化 氧弹卡计
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被动冗余度空间机器人运动学综合 被引量：5
13
作者 何广平 陆震 王凤翔 《机器人》 EI CSCD 北大核心 2000年第6期439-445,共7页
分析了“被动冗余度”空间机器人主 ,被动关节之间的运动学耦合 ,得到了可用于运动学规划的耦合指标 ;分析了“被动冗余度”空间机器人的运动学奇异问题 ,以及与对应全主动关节冗余度空间机器人的运动学奇异的区别 ,得到的新的可操作性... 分析了“被动冗余度”空间机器人主 ,被动关节之间的运动学耦合 ,得到了可用于运动学规划的耦合指标 ;分析了“被动冗余度”空间机器人的运动学奇异问题 ,以及与对应全主动关节冗余度空间机器人的运动学奇异的区别 ,得到的新的可操作性指标同样可用于机器人的运动规划 ;推导出了“被动冗余度”空间机器人的最佳最小二乘运动学优化方程 ,通过“准自运动”实现被动冗余度空间机器人优化控制 ;通过对平面 展开更多
关键词 空间机器人 冗余度 运动学 传真
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平面五杆柔顺并联机构的多稳态特征综合 被引量：3
14
作者 何广平 王侃 张向慧 《微纳电子技术》 CAS 2006年第5期237-243,共7页
针对平面5R柔顺机构的双稳态、多稳态特征综合问题进行研究,从机构弹性势能变化的角度分析机构的多稳态特征,对具有1～3个柔顺关节的情况进行了分析。证明当只有驱动关节为柔顺关节时,平面柔顺5R机构不具有双稳态或多稳态特征;当除主动... 针对平面5R柔顺机构的双稳态、多稳态特征综合问题进行研究,从机构弹性势能变化的角度分析机构的多稳态特征,对具有1～3个柔顺关节的情况进行了分析。证明当只有驱动关节为柔顺关节时,平面柔顺5R机构不具有双稳态或多稳态特征;当除主动关节之外的其余关节为柔顺关节时,平面R5机构可能具有双稳态、多稳态或连续稳态位形特征,给出了不同情况下机构具有多稳态特征时机构必须满足的几何约束条件;针对一种有两个柔顺关节的平面5R机构设计了双稳态机构并给出了一个应用实例。 展开更多
关键词 柔顺机构 并联机构 多稳态 综合
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欠驱动余度机械臂的无碰撞运动规划与控制 被引量：2
15
作者 何广平 陆震 王凤翔 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期208-213,共6页
基于周期运动的非线性动力学分析,发现欠驱动机械臀在小幅振动输入条件下有运动漂移现象,即当欠驱动机械臂的主动关节小幅振动时,被动关节的平衡位置将发生漂移。基于这一现象提出了被动关节位置控制的余弦函数小振幅控制方法:把人工势... 基于周期运动的非线性动力学分析,发现欠驱动机械臀在小幅振动输入条件下有运动漂移现象,即当欠驱动机械臂的主动关节小幅振动时,被动关节的平衡位置将发生漂移。基于这一现象提出了被动关节位置控制的余弦函数小振幅控制方法:把人工势场方法引入冗余度机械臂的避障运动规划,提出了欠驱动冗余度机械臂的虚拟模型运动规划方法:把以上两种方法有机结合,提出了一种欠驱动冗余度机械臂的避障运动规划和控制方案,对平面三连杆欠驱动机械臂进行了仿真,仿真结果表明这一方法是可行的。 展开更多
关键词 欠驱动 机械臂 运动规划 非线性动力学 人工势场
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欠驱动机器人动力学运动规划的动态子空间法及控制 被引量：2
16
作者 何广平 陆震 王凤翔 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第8期145-149,共5页
欠驱动机器人的关节空间运动是通过主、被动关节间的动力学耦合实现的,系统运动可能发生动力学耦合奇异,使欠驱动机器人的动态操作性能严重降低。针对一般具有任意多个被动关节的开链欠驱动机器人系统,基于动力学分析提出一种优化控制方... 欠驱动机器人的关节空间运动是通过主、被动关节间的动力学耦合实现的,系统运动可能发生动力学耦合奇异,使欠驱动机器人的动态操作性能严重降低。针对一般具有任意多个被动关节的开链欠驱动机器人系统,基于动力学分析提出一种优化控制方法,其核心是在欠驱动机器人的全部耦合运动空间中,根据动力学耦合操作性度量,动态构造有限个覆盖全部耦合运动空间的具有最佳耦合度的子空间,使发生在这些子空间中的耦合运动具有余度驱动的特点,从而实现提高欠驱动机器人的动力学耦合度的优化控制。提出的方法通过平面四连杆机器人进行仿真,仿真结果证明了这种方法是可行的。 展开更多
关键词 欠驱动机器人 动力学耦合 运动规划 优化控制
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柔性冗余度机器人振动抑制的一种方法 被引量：3
17
作者 何广平 陆震 《机器人》 EI CSCD 北大核心 1997年第3期173-179,186,共8页
新一代机器人要求具有轻质、高速、重载、高精度以及高度灵活性的特点．由于结构柔性引起的振动使实现高精度控制十分困难．研究柔性冗余度机器人就是为了克服现有机器人的不足．我国的机器人技术研究在这一方面还几乎是空白．本文构造... 新一代机器人要求具有轻质、高速、重载、高精度以及高度灵活性的特点．由于结构柔性引起的振动使实现高精度控制十分困难．研究柔性冗余度机器人就是为了克服现有机器人的不足．我国的机器人技术研究在这一方面还几乎是空白．本文构造了一种利用冗余度机器人的“自运动”来抑制机器人臂振动的方法，从理论上分析了这种方法的依据，通过仿真验证了其可行性． 展开更多
关键词 柔性 冗余度机器人 自运动 振动 机器人
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双稳态平面并联机构 被引量：1
18
作者 何广平 范春辉 +1 位作者 张乐 陆震 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期95-100,共6页
以提高多自由度并联机构的运动性能为目标,探索柔顺双稳态机构在克服并联机构力奇异问题中的应用。提出一种双稳态凸轮柔顺机构,利用双稳态机构在非稳态位形的非零内力,为并联机构提供柔顺过驱动输入,利用柔顺过驱动输入消除并联机构在... 以提高多自由度并联机构的运动性能为目标,探索柔顺双稳态机构在克服并联机构力奇异问题中的应用。提出一种双稳态凸轮柔顺机构,利用双稳态机构在非稳态位形的非零内力,为并联机构提供柔顺过驱动输入,利用柔顺过驱动输入消除并联机构在运动奇异和力奇异位形时的运动或操作力不确定性。以平面五杆2-DOF并联机构为例进行了机构工作空间分析、运动奇异位形分析、以及力奇异位形分析。计算结果证明采用提出的双稳态凸轮柔顺机构能实现该平面2-DOF机构奇异位形的控制。 展开更多
关键词 双稳态机构 并联机构 运动奇异 力奇异
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欠驱动机械臂的光滑时变指数稳定 被引量：1
19
作者 何广平 陆震 谭晓兰 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期751-756,共6页
针对一般欠驱动机械臂的运动规划和控制问题进行研究。从二阶漂移非完整约束系统的一般控制模型出发,基于李代数扩展理论,提出了二阶非完整约束系统的光滑多项式扩展概念,并进一步提出了一种二阶漂移非完整约束系统控制的指数稳定控制... 针对一般欠驱动机械臂的运动规划和控制问题进行研究。从二阶漂移非完整约束系统的一般控制模型出发,基于李代数扩展理论,提出了二阶非完整约束系统的光滑多项式扩展概念,并进一步提出了一种二阶漂移非完整约束系统控制的指数稳定控制方法。针对欠驱动机械臂中从动关节不多于主动关节的情况,给出了一个指数稳定控制定理,并以平面2R和3R欠驱动机械臂进行了仿真。仿真结果证明了提出的指数稳定控制方法的有效性。 展开更多
关键词 欠驱动 机械臂 非完整约束 指数稳定 李代数
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欠驱动余度机械臂的非完整冗余特征研究 被引量：1
20
作者 何广平 陆震 王凤翔 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期143-147,共5页
欠驱动技术在航天领域有重要应用价值。针对空间机器人系统,研究了欠驱动冗余度机械臂的"非完整冗余"特征和无碰撞路径最优运动规划方法。这种系统对于给定的机械臂末端位姿,其冗余特征不便通过传统意义上的运动学"自运... 欠驱动技术在航天领域有重要应用价值。针对空间机器人系统,研究了欠驱动冗余度机械臂的"非完整冗余"特征和无碰撞路径最优运动规划方法。这种系统对于给定的机械臂末端位姿,其冗余特征不便通过传统意义上的运动学"自运动"来刻画,但是因机构自由度数大于工作空间维数,系统的冗余特征可通过动力学水平的控制体现出来。基于李雅普诺夫方法,提出一种欠驱动冗余度机械臂的无碰撞路径最优规划方法,揭示了这种机器人系统的"非完整冗余"特征,通过平面3连杆机械臂进行了仿真。 展开更多
关键词 欠驱动 冗余度 非完整 机械臂 运动规划
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