本文關(guān)鍵詞：基于3-URU并聯(lián)機構(gòu)的剛體慣性參數(shù)測量設(shè)備的研究

  更多相關(guān)文章： 慣性參數(shù)測量 3-URU并聯(lián)機構(gòu) 一般動力學(xué)方程 正運動學(xué)分析

【摘要】：一般的,建立系統(tǒng)動力學(xué)方程時,需要系統(tǒng)的慣性參數(shù)。慣性參數(shù)包括質(zhì)量、質(zhì)心和慣性張量。對復(fù)雜系統(tǒng)進行動力學(xué)分析時,精確的慣性參數(shù)必不可少,其直接決定了系統(tǒng)的動力學(xué)響應(yīng)與行為。因此,慣性參數(shù)測量在汽車、航空和航天領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。然而,對于形狀、質(zhì)量屬性復(fù)雜的剛體或部件,難以通過理論計算或三維模型得到其精確的慣性參數(shù),需要通過測量設(shè)備進行測量。有鑒于此,本文設(shè)計了一種基于3-URU并聯(lián)機構(gòu)的慣性參數(shù)測量設(shè)備。首先,本文在綜合國內(nèi)外各種慣性參數(shù)測量設(shè)備的基礎(chǔ)上,確立了一種基于3-URU并聯(lián)機構(gòu)的被動測量方案。該方案將被測對象置于動平臺,在給定初始位置的情況下,通過測量并聯(lián)機構(gòu)動平臺的角速度、線加速度、角加速度并結(jié)合并聯(lián)支鏈拉壓力傳感器所測得的拉力來求得慣性參數(shù)。其次,完成了該測量設(shè)備的整體設(shè)計,建立了其并聯(lián)機構(gòu)的正運動學(xué)模型。在結(jié)構(gòu)和機構(gòu)設(shè)計方面,分析了其自由度,并對關(guān)鍵部件進行了校核;在傳感設(shè)計方面,完成了關(guān)鍵器件的選型。利用所建的運動學(xué)模型,完成了并聯(lián)機構(gòu)的運動學(xué)仿真分析。再次,基于無約束剛體一般動力學(xué)方程,建立了剛體質(zhì)量、質(zhì)心及慣性張量測量的辨識模型,并通過ADAMS仿真驗證了該理論模型的正確性。最后,基于所開發(fā)的VC++用戶界面,用所研制的慣性參數(shù)測量設(shè)備對標準質(zhì)量塊進行了測量實驗。通過對比標準質(zhì)量塊的理論慣性參數(shù)與該測量設(shè)備的實際測量數(shù)據(jù),結(jié)果表明該測量系統(tǒng)具有較高的測量精度。
【關(guān)鍵詞】：慣性參數(shù)測量 3-URU并聯(lián)機構(gòu) 一般動力學(xué)方程 正運動學(xué)分析
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH71
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-21
• 1.1 課題來源及研究目的和意義9-10
• 1.2 慣性參數(shù)測量國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-19
• 1.2.1 慣性參數(shù)測量方法分類10-11
• 1.2.2 慣性參數(shù)測量國外研究現(xiàn)狀11-18
• 1.2.3 慣性參數(shù)測量國內(nèi)研究現(xiàn)狀18-19
• 1.2.4 慣性參數(shù)測量方法總結(jié)19
• 1.3 本論文的主要研究內(nèi)容19-21
• 第2章 慣性參數(shù)測量設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析21-39
• 2.1 引言21
• 2.2 慣性參數(shù)測量設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計21-28
• 2.2.1 機械結(jié)構(gòu)設(shè)計與自由度分析21-25
• 2.2.2 連桿變形校核25-26
• 2.2.3 傳感器選型26-28
• 2.3 3-URU并聯(lián)機構(gòu)正運動學(xué)分析28-36
• 2.3.1 3-URU并聯(lián)機構(gòu)坐標系的建立28-29
• 2.3.2 3-URU并聯(lián)機構(gòu)正運動學(xué)分析29-33
• 2.3.3 并聯(lián)機構(gòu)運動學(xué)正解與仿真驗證33-36
• 2.4 并聯(lián)機構(gòu)空間運動軌跡仿真36-38
• 2.5 本章小結(jié)38-39
• 第3章 剛體慣性參數(shù)測量模型研究39-55
• 3.1 引言39
• 3.2 剛體慣性參數(shù)的基本概念39-43
• 3.2.1 慣性張量與慣量矩陣基本概念39-41
• 3.2.2 轉(zhuǎn)動慣量平行軸定理與轉(zhuǎn)軸定理41-42
• 3.2.3 剛體質(zhì)心的疊加原理42-43
• 3.3 無約束剛體一般動力學(xué)方程43-46
• 3.4 剛體慣性參數(shù)測量方法建模46-51
• 3.4.1 剛體質(zhì)量測量47-48
• 3.4.2 剛體質(zhì)心測量48-50
• 3.4.3 剛體慣性張量測量50-51
• 3.5 剛體慣性參數(shù)測量模型的仿真驗證51-53
• 3.6 本章小結(jié)53-55
• 第4章 剛體慣性參數(shù)測量實驗55-67
• 4.1 引言55
• 4.2 剛體慣性參數(shù)測量實驗系統(tǒng)的構(gòu)建55-59
• 4.2.1 慣性參數(shù)測量實驗臺的搭建55-56
• 4.2.2 傳感系統(tǒng)56-57
• 4.2.3 基于VC++的測量系統(tǒng)用戶界面57-59
• 4.3 3-URU并聯(lián)機構(gòu)的標定59-60
• 4.4 慣性參數(shù)測量實驗步驟60-61
• 4.5 測量實驗結(jié)果與誤差分析61-66
• 4.6 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)論67-68
• 參考文獻68-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其他成果73-75
• 致謝75

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