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由人类步行的生物力学研究得到启发,在被动双足步行机器人的髋关节处引入了扭簧,并通过仿真和试验研究了弹簧刚度对被动步行稳定性的影响.在仿真中,用胞映射方法计算被动步行机器人的吸引盆,并用吸引盆来衡量机器人的稳定性,研究了弹簧刚度对被动步行吸引盆大小的影响. 仿真结果表明, 吸引盆随着弹簧刚度的增大而增大. 在试验中,使机器人在各弹簧刚度参数下沿斜坡向下行走100次,记录下行走到头的次数作为稳定性的度量. 试验结果表明, 存在一个大小适中的弹簧刚度使机器人稳定性最大. 对弹簧提高机器人稳定性的原因进行了分析,对造成仿真与试验之间差异的原因进行了分析. 相似文献
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非线性系统全局动态特性分析的PCM法及其在转子轴承系统中的应用 总被引:8,自引:3,他引:8
本文将Poincare映射的思想与胞映射法相结合,提出了可用于高维非线性动力系统全局稳定性分析的新型数值方法:PCM(Poincare-Cell-Mapping)法,和胞映射法相比,新方法在实用上具有明显的优点。为说明PCM法的有效性,本文应用此方法对平衡转子轴承非线性动力系统进行了全局稳定性分析,同时给出了一确定状态空间中存在的所有周期解及其吸引域。 相似文献
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本文用点映射--胞地对强迫Van Der Pol振子的周期吸引子和吸引域进行了数值分析、模拟了吸引子的内部结构,周期吸引子的吸引域可以达到预期的精度。 相似文献
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系泊海洋平台周期运动倍周期分岔的胞映射分析 总被引:1,自引:0,他引:1
应用胞映射方法研究了系泊海洋生产平台的周期运动及其倍周期分岔。系泊运动的数学模型是一个具有指数回复力特性的非线性强迫振子 ,以波浪作用力为外激励。将波浪激励周期作为分岔控制参数 ,研究了周期系泊运动的倍周期分岔。胞映射方法用于寻找系统的稳定吸引子并确定其吸引域。时间历程、相图、功率谱和Poincar啨映射用于确定吸引子的具体类型芯糠⑾?,分岔参数处于不同的区域时 ,系统存在着相异的倍周期分岔特性。观察到了倍周期分岔的产生和突然消失 ,也找到了一个趋于吸引子的倍周期分岔序列。根据吸引域的胞映射分析结果解释了上述不同的倍周期分岔特征。发现其原因在于倍周期序列中的每个吸引子是否具有全局吸引性。 相似文献
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一种确定非线性振子多个共存周期解的数值方法 总被引:1,自引:0,他引:1
提出一种简洁高效数值方法,用以确定周期激励下非线性振子的多个共存周期响应。这是一种基于Poincaré映射和二维自治系统奇点分类的几何方法,可在Poincaré截面上得出多个周期运动的分布情况和类型。文中二个算例证实了该方法的有效性。 相似文献
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非光滑动力系统胞映射计算方法 总被引:4,自引:0,他引:4
针对非光滑动力学系统特点,在胞映射思想基础上,引入拉回积分等分析手段,得到了非光滑系统吸引子和吸引域的胞映射计算方法.并以一类碰振系统为例,给出了其吸引子和具有复杂分形边界的吸引域,并验证了该方法的有效性. 相似文献
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本文研究了圆弧足被动行走器支撑足与地面间的摩擦系数和滚阻系数对被动行走器步态的影响.首先分别利用扩展的赫兹接触力模型和LuGre摩擦模型描述了支撑足与地面接触点处的法向支撑力和切向摩擦力,并考虑了行走过程中支撑足所受的滚动摩阻;其次利用第二类Lagrange方程推导出了该系统的动力学方程,并通过与已有成果的对比确定了合适的LuGre摩擦模型参数;最后仿真分析了摩擦系数和滚阻系数对被动行走器步态的影响.研究发现:摩擦系数的改变虽然对被动行走器行走的平均速度、步幅,以及支撑足接触点处的最大法向接触力的影响较小,但摩擦系数的减小会改变其行走步态类型,如发生倍周期分岔甚至混沌现象;然而,滚阻系数的改变会对行走器行走的平均速度、步幅,以及支撑足接触点处的最大法向接触力的影响较大,尚未发现滚阻系数的改变会引起其行走步态的变化. 相似文献
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本文研究了圆弧足被动行走器支撑足与地面间的摩擦系数和滚阻系数对被动行走器步态的影响.首先分别利用扩展的赫兹接触力模型和LuGre摩擦模型描述了支撑足与地面接触点处的法向支撑力和切向摩擦力,并考虑了行走过程中支撑足所受的滚动摩阻;其次利用第二类Lagrange方程推导出了该系统的动力学方程,并通过与已有成果的对比确定了合适的LuGre摩擦模型参数;最后仿真分析了摩擦系数和滚阻系数对被动行走器步态的影响.研究发现:摩擦系数的改变虽然对被动行走器行走的平均速度、步幅,以及支撑足接触点处的最大法向接触力的影响较小,但摩擦系数的减小会改变其行走步态类型,如发生倍周期分岔甚至混沌现象;然而,滚阻系数的改变会对行走器行走的平均速度、步幅,以及支撑足接触点处的最大法向接触力的影响较大,尚未发现滚阻系数的改变会引起其行走步态的变化. 相似文献
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本文讨论带缩放式腿的四足步行机器人的三足支撑步行运动。采用半逆解法预先规定运动学补充条件进行运动学分析,应用达朗伯原理和若丹原理进行动力学分析,并附加优化条件解决“超静定性”困难。所分析的结果用于计算一个具体机器人的动力学问题。 相似文献
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圆弧足被动行走器非光滑动力学仿真研究 总被引:4,自引:3,他引:1
传统的被动行走器动力学研究方法是将被动
行走器模型视为双足轮流铰接于地面(或纯滚动)的倒立摆模型, 并应用角动量守恒假设计
算支撑腿转换时足地碰撞后的系统运动状态. 但该方法不能分析足地之间的滑动现
象、足地之间的非完全塑性碰撞现象和两足同时着地的情况. 采用基于线性互补
的非光滑动力学方法, 给出了一种基于中点格式积分一步的时间步进算法, 可以有效地分析
足地间的摩擦和碰撞现象. 应用该方法对被动行走器进行数值仿真, 发现了两种新的周期性
步态, 一种是带摩擦滑动现象的步态, 另一种是支撑足转换时发生多次碰撞现象的步态. 数
值仿真结果还表明, 较大的摩擦系数和较小的法向恢复系数更有利于被动行走器实现稳定周
期步态行走. 相似文献
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本文根据实验资料识别结构的动态力学参数,提出修正的振型迭加法,使动力计算更符合实际的动力响应。 相似文献
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从动点的绝对矢径与动系上任意一点的绝对矢径之间的关系出发,通过对时间的求导运算,并结合点的速度和加速度的定义式,分别推导出动点的绝对速度与动系上任意一点的绝对速度之间的关系式以及动点的绝对加速度与动系上任意一点的绝对加速度之间的关系式,在此基础上,分别应用这两个关系式,推引出点的速度合成定理和点的加速度合成定理。定理的整个证明过程简单明了,逻辑性强,非常便于教学。
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