雙擺模型是一種常見的振動系統(tǒng),包含著豐富的動力學(xué)行為。碰撞振動作為強非線性問題的一種典型情況,廣泛存在于實際工程各個領(lǐng)域中。本文以機器人行走過程中雙腿運動特征為基礎(chǔ),設(shè)計構(gòu)建了非光滑雙擺實驗裝置,將雙擺及碰撞問題綜合起來考慮,系統(tǒng)的研究了碰撞雙擺的非光滑動力學(xué)行為。本文首先設(shè)計構(gòu)建了參數(shù)激勵下雙擺運動模型。采用拉格朗日方法建立系統(tǒng)的運動微分方程,并對其進行無量綱化處理。針對系統(tǒng)兩固有頻率比為1:3狀態(tài)進行非線性動力學(xué)分析,通過理論推導(dǎo)計算得出雙擺長度比和質(zhì)量比關(guān)系曲線,根據(jù)桿長比即可確定兩桿質(zhì)量比。在此基礎(chǔ)上,將微分方程線性化,利用模態(tài)分析法解耦為兩個馬修方程。最后用林滋泰德—龐加萊攝動法（L-P）確定系統(tǒng)穩(wěn)定區(qū)間,并用Matlab數(shù)值模擬驗證了結(jié)果的正確性。針對參數(shù)激勵雙擺系統(tǒng),根據(jù)現(xiàn)有的實驗室條件,設(shè)計了實驗方案,通過不斷優(yōu)化得到了實驗裝置的具體參數(shù),并對實驗裝置進行了加工。實驗系統(tǒng)設(shè)計好之后,分別進行了無碰撞、撞左上擋塊、撞左下?lián)鯄K的實驗研究,選取不同激勵幅值,進行了激勵頻率的手動掃頻,從時間歷程圖、相圖、龐加萊截面圖、頻譜圖四個方面對實驗結(jié)果進行了分析,并將實驗結(jié)果和仿真結(jié)果進... 

【文章來源】：石家莊鐵道大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 選題意義
    1.2 研究方法
        1.2.1 非線性動力學(xué)研究方法
        1.2.2 碰撞研究方法
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國內(nèi)發(fā)展狀況
        1.3.2 國外發(fā)展狀況
    1.4 本文主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點
        1.4.1 主要研究內(nèi)容
        1.4.2 創(chuàng)新點
第二章 雙擺的非線性動力學(xué)特征分析
    2.1 雙擺的建模
    2.2 線性化解耦
    2.3 L-P法求系統(tǒng)穩(wěn)定區(qū)間
    2.4 本章小結(jié)
第三章 雙擺實驗系統(tǒng)設(shè)計
    3.1 擺碰撞類模型
    3.2 雙擺實驗系統(tǒng)
    3.3 實驗?zāi)Ｐ驮O(shè)計及參數(shù)確定
    3.4 實驗儀器與設(shè)備
        3.4.1 控制系統(tǒng)及實驗裝置
        3.4.2 高速攝像機
        3.4.3 PROANALYST分析軟件
    3.5 本章小結(jié)
第四章 雙擺的實驗研究
    4.1 實驗參數(shù)及阻尼系數(shù)的識別
        4.1.1 實驗參數(shù)的測量
        4.1.2 阻尼系數(shù)的識別
    4.2 雙擺無碰撞實驗
    4.3 本章小結(jié)
第五章 雙擺碰撞的實驗研究
    5.1 碰撞的簡介
    5.2 雙擺碰撞的實驗?zāi)Ｐ?br>        5.2.1 上擺撞左上擋塊模型
        5.2.2 下擺撞左下?lián)鯄K模型
    5.3 雙擺碰撞實驗
        5.3.1 撞左上擋塊的實驗
        5.3.2 撞左下?lián)鯄K的實驗
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
個人簡歷、在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻】：
期刊論文
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[4]二級倒立擺控制器設(shè)計及穩(wěn)定性研究[J]. 宋清昆,李東威.  計算機仿真. 2015(04)
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本文編號：2997313