一、受有非完整约束的开链状多刚体系统的运动方程及递推公式（论文文献综述）
赵跃宇[1]（1991）在《受有非完整约束的开链状多刚体系统的运动方程及递推公式》文中研究说明本文利用 Appell 形式的运动方程研究了开链状多刚体系统受有非完整约束时的动力学问题,给出了完整系统和非完整系统的相应的运动方程及其递推公式.
田志祥[2]（2012）在《自由漂浮空间机器人多体动力学及目标捕获研究》文中指出随着人类对太空探索的不断深入，自由漂浮空间机器人将发挥着越来越重要的作用，成为国内外学者研究的热点问题。由于自由漂浮空间机器人的基座处于自由漂浮状态，整个系统受到非完整约束，使得自由漂浮空间机器人对目标航天器的捕获变得十分困难，为了更好地设计控制系统与研究自由漂浮空间机器人的动态特性，有必要对自由漂浮空间机器人进行多体动力学研究。由于航天系统的特殊性，需要高效率的多体动力学建模与计算方法。本文以此为背景，重点研究了自由漂浮空间机器人及其扩展系统的多体动力学以及自由漂浮空间机器人目标捕获的方法，并提出了一种地面试验系统方案。下面对这几个方面进行详细的介绍：研究了基于空间算子代数（Spatial Operator Algreba, SOA）理论的高效率多体动力学建模方法，利用基于旋量形式的牛顿-欧拉递推运动学方程，使用序贯滤波和光滑化最优估计理论方法，对多体系统的广义质量矩阵进行矩阵分解，并且显式地表达了广义质量矩阵的逆矩阵，建立了通用的基于空间算子代数理论的多刚体系统的动力学方程以及正向动力学和反向动力学的高效率求解方法。该方法具有数学表达形式直观、计算高效和物理意义明确等优点。基于空间算子代数理论，对自由漂浮空间机器人的扩展系统进行多体动力学研究，建立了树形多体系统、欠驱动系统以及闭环系统的动力学方程。高效率的动力学方法为空间复杂多体系统的实时动力学仿真以及控制系统的建模分析提供了理论依据。研究了基于滑模变结构控制的欠驱动机器人控制算法，类比于广义质量矩阵的分块将控制系统进行分层，在只有主动控制输入的情况下，使得主动关节和被动关节都收敛到期望的状态。研究了柔性系统多体动力学问题。利用有限元技术，结合基于空间算子代数的多刚体动力学方法，建立了柔性体的多体动力学方程，研究了柔性多体系统的正向动力学和方向动力学高效率求解方法。基于双目立体视觉伺服方法，提出了自由漂浮空间机器人目标捕获的方法，编制了仿真软件。利用双目立体视觉系统测量目标体的空间位置姿态，反馈给机器人控制系统，根据机械臂的运动，利用高效率的实时动力学方法实现基座在仿真软件中的运动。通过仿真可以发现基于双目立体视觉伺服的自由漂浮空间机器人可以跟踪并达到目标体的位置，表明所提出的目标捕获方法是可行的。对航天器活动的可靠性和可行性分析，不仅需要理论上的验证，还需要实际地在地面进行物理试验验证。利用空间算子代数动力学建模和计算方法在实时动力学计算效率方面的优势，提出了一种混合式的地面试验平台的设计方案：将工业机器人的末端执行器与空间机器人的基座连接；根据空间机器人机械臂的运动，利用高效率的实时动力学方法计算基座的运动；将基座运动传递给地面用于模拟基座运动的6自由度工业机器人，以达到自由漂浮空间机器人基座在太空中真实运动状态的效果。该地面物理试验平台搭建完成后，就可以对自由漂浮空间机器人目标捕获的方法进行进一步的试验验证。
史成坤[3]（2010）在《一种紧急救援的带臂球形机器人的研究》文中指出球形移动机器人利用球形或类球形外壳作行走装置,将驱动机构和控制模块等都安装在全封闭的外壳内,以滚动运动为主要的移动方式。特殊的构型和运动方式使得球形机器人与传统移动形式的机器人相比具有很多独特的优势。目前已有球形机器人实现了移动性能,不具备对外操作能力,无法在一些特定环境中完成复杂任务,这大大限制了球形移动机器人的发展。针对此问题,在现有球形移动机器人的基础上,提出了一种用于紧急救援的可从高空抛撒的带臂球形机器人,其融合移动机械手的特点可执行对外操作,同时加装降速缓冲机构,在某些极端无人环境中,可以借由人力或飞机从高空布撒至工作区域,进而执行搜救工作。这种机器人不仅具有球形移动机器人运动灵活的特性,更因其可伸缩臂在特殊的场合可兼做手臂及足使用,扩大了球形移动机器人的应用范围。与传统的球形机器人相比,可从高空抛投的用于紧急救援的带臂球形机器人（BYQ－4）突破了全封闭结构,机构耦合度高,兼有非完整约束和欠驱动的特点,在理论研究上具有相当大的难度,球臂耦合的模型特点为球形机器人的建模及控制提出了新的挑战；而在高空布撒的工作需求下,其保护机构的保护能力成为机器人正常工作的前提。本论文的主要研究工作如下：（1）根据救援时某些极端环境下的高空布撒需求和带臂球形机器人的对外操作要求,制定带臂球形机器人和减震缓冲装置的结构设计方案,并分析其机构性能。（2）根据带臂球形机器人的结构特点和各部分约束关系建立球臂耦合系统的运动学模型,并基于凯恩方程建立该系统的动力学模型,为进一步的实施控制策略和优化设计提供理论基础；通过分析机器人构型特点和运动特性,提出BYQ-4的性能评价指标,利用改进的遗传算法进行机器人的优化设计。（3）分析带臂球形机器人的可控性,根据机器人的结构特点,将对外操作运动简化为“球体运动”和“抓取运动”的联合运动,详细分析这两部分的运动特点和控制方式,采用运动解耦式控制方法和“时间-状态”控制方法实现机器人本体的位置跟踪和姿态控制,进而实现机械臂末端的对外操作功能。（4）深入研究关节摩擦、滑动摩擦、滚动摩阻等非线性摩擦对球形机器人运动性能的影响,并针对实际情况中的球壳不圆度问题,利用分段建模方法建立更为接近实际情况的球形机器人动力学模型；针对非理想因素的不可精确测量性和未知性,采用自适应机制矫正控制系统参数,实现稳定控制,最后通过仿真和实验结果验证了非理想条件下球体的运动特性以及自适应控制方法对于这种非理想模型的有效性。（5）对作为载体和主要运动机构的球壳进行强度分析,针对地面行走和高空布撒两种工况,设计球形机器人的保护机构——网状球壳；借用牛顿-欧拉法分析网状球壳包覆下的球形机器人的运动特性,并进行样机实验,为改进球壳设计提供理论基础和实践经验。
赵大旭[4]（2010）在《介入诊疗机器人多体系统建模分析与实现》文中研究指明随着生物工程、微电子机械技术（MEMS）的发展和微系统加工技术的成熟,用于介入诊疗手术的介入诊疗机器人,已经成为国内外研究的热点问题。人体管腔是个复杂的管道系统,不仅几何形状复杂,而且内部存在生物液流场。机器人在介入诊疗过程中的受力情况相当复杂。介入诊疗机器人在人体管腔这样的特殊环境中作业,必须保证绝对安全和可靠。在此前提下,机器人要在有限尺寸限制下集成尽可能多的功能模块,并保证运动灵活性,基于力学模型的设计与控制尤为重要。本论文建立了主动介入机器人典型运行环境——动脉血管和消化道的数学模型,并进行了数值模拟,在此基础上基于多体系统动力学理论,研究了介入诊疗机器人在管道几何形状约束和流场作用下的运动学和动力学问题,论文的研究结果对包括水下机器人在内的液体环境下作业的管道机器人研究也具有重要的参考价值。由于没有固定基座,介入诊疗机器人的运动与人体管腔以及管内流场运动相互耦合,系统整体受人体管腔几何形状约束,姿态变化范围较大,因此其动力学问题相对复杂,在分析了典型人体管腔的基础上,引入Euler四元数表达机器人的姿态,解决了模型数值计算中的奇异性问题。机器人所有的位置姿态构成一个Lie群,利用Lie群和Lie代数描述系统是很自然和方便的,Lie代数的本质是运动旋量。旋量理论以及空间算子代数理论的引入,使机器人运动参数的计算具有统一的简洁形式。论文将游动型介入诊疗机器人简化为管道流场环境下单个典型体的六维空间运动问题,建立了游动机器人在血流冲击下的运动学及动力学模型,对游动机器人在三维弯曲管道内沿规划路径的游动特性进行了仿真分析,为机器人结构设计和运动控制提供了依据。论文通过CFD软件计算出具体环境下的流场力,并将受力以载荷形式代入动力学模型,简化了系统的动力学模型而又不失问题的本质,在单个典型体动力学基础上,将问题拓展到更复杂拓扑结构的系统中。针对更一般的介入诊疗机器人系统,假设系统不但包含刚体,也包含柔性体,而且既可以是链式系统又可以是树型多体系统,本论文分析了开链式拓扑结构的多节蠕动机器人结构和运动特点,利用Huston理论的低序体阵列方法描述系统的拓扑结构,然后根据判断相邻两体是刚体或者柔体,利用空间算子代数（SOA）方法,建立了适用于链式和树形蠕动机器人系统的通用动力学模型,并进行了初步验证试验。论文进一步发展了空间算子代数理论体系,采用空间算子处理了介入诊疗机器人多体系统动力学高效率建模问题。根据系统中铰的驱动情况分别对铰链定义为主动铰和被动铰,通过判断铰链的类型分别按照两次从系统的顶端到根体的顺序、一次从根体到末端的顺序进行了系统铰接体惯量的递推、系统冗余力的递推和广义加速度和广义主动力的递推。通过上述递推过程建立了主动介入机器人系统广义递推动力学模型,实现了高效率O（n）次的计算效率,该算法可以应用于其他管道机器人或者水下机器人（包括刚性多体系统、柔性多体系统、欠驱动系统）,求解反向动力学、正向动力学和混合动力学递推。利用所建立动力学模型,论文分析了多节蠕动型介入诊疗机器人。课题组根据仿生学原理,分别研制了主动型的游动和蠕动介入诊疗机器人,在专门构建的模拟测试平台上,对机器人驱动机理进行了试验研究,对动力学参数进行了识别,得到驱动力与流场阻力等数据。在此基础上,运用Mathematica符号软件开发了专门的仿真程序,对典型的介入诊疗任务进行了仿真研究,得到机器人相关的驱动力信息,以及关节运动信息,对本文提出的理论方法进行了验证。
吴立恒[5]（2013）在《基于计算机语言描述的三轮移动机器人动力学研究》文中研究表明机器人是一个复杂的多体机械系统，动力学研究极为繁琐，随着机器人应用在社会生活中的普及，机器人结构日趋复杂多样，面向计算机的机器人多体动力学研究越来越受到国内外学者的关注。三轮移动机器人是一类轮式移动机器人的简化，研究三轮移动机器人的动力学有助于其它一般轮式移动机器人动力学的研究。本文根据一般多体动力学建模软件模型描述语言的思想，建立了描述三轮移动机器人语言数据模型，利用构造的语言数据模型对三轮移动机器人进行运动学、动力学建模。本文的创新性工作包括：1、利用MATLAB语言建立了描述三轮移动机器人部分物理参数和逻辑关系参数的结构体数据。利用这种编程技术进行三轮移动机器人正运动学推导，给出了建立轮式移动机器人速度约束方程的一般方法。2、根据三种动力学方法，拉格朗日方程、牛顿-欧拉法，以及根据质点动力学定理推导出的多刚体矢量动力学方程，对三轮移动机器人进行动力学建模。应用三种动力学方法也实现了动力学符号表达式结果的相互验证。根据一组物理参数对所得动力学结果进行仿真说明。3、根据拉格朗日方程推导出了三种驱动方式对应的驱动力矩的表达式，得到了三种驱动方式所对应的动力学奇异位型。4、根据牛顿-欧拉法迭代动力学算法推导出了三轮移动机器人三个车轮受到地面的所有约束反力的符号表达式。5、根据多刚体矢量动力学方程得到了表达在三轮移动机器人车体坐标系中ZMP表达式，同时也给出了适合车辆这样的小位移系统的矢量动力学方程。
刘贤喜[6]（2001）在《机械系统虚拟样机仿真软件的实用化研究》文中认为机械系统虚拟样机技术是一门综合多学科的新技术，该技术以机械系统运动学和动力学理论为核心。借助于这项技术，工程师们可以在计算机上建立机械系统的模型，伴之以有效的数值算法、成熟的三维可视化技术以及标准的图形用户界面，模拟在现实环境下机械系统的运动学和动力学特性，并根据仿真结果改进或优化机械系统的设计方案与工作过程，帮助企业最大限度地减少物理样机的试制次数，从而缩短设计和生产周期，降低成本，提高产品质量。 本课题在机械系统虚拟样机仿真软件原型研究的基础上，围绕着研制开发一套面向我国中、小型机械企业，由中、高级工程技术人员使用，具有自主版权，基于图形的中文用户界面，便于普及推广的实用化的机械系统虚拟样机仿真分析软件系统所面临的理论和实现原则等问题而进行研究。 阐述了机械系统虚拟样机技术的概念及其应用；提出了对机械系统虚拟样机进行实用化研究的基本内涵，分析了开发实用化机械系统虚拟样机仿真软件的技术要点。将面向对象技术的思想、理论和方法应用于机械系统虚拟样机技术的研究中，对机械系统虚拟样机仿真软件进行了较为完整的面向对象的分析，采用软件原型法与面向对象技术相结合的方法对机械系统虚拟样机仿真软件进行了实用化开发研究，为大型复杂软件的开发提供了一条新思路。 运用图论的方法，分析了树型和非树型机械系统的拓扑图的构成；采用凯恩——修斯顿相结合的多刚体系统动力学方法，推导并建立了具有普遍适用范围、高度形式化、面向计算机编程求解的机械系统动力学模型，进一步讨论了非树型系统的动力学建模与算法问题， 采用面向对象的程序设计方法和基于模板的数据结构技术，完善并优化了基于图的机械系统虚拟样机的数据存储结构，使机械系统的拓扑结构与其数据存储结构和谐统一；新添了圆柱副、平面副、万向节、齿轮齿条副、螺纹副等约束、单部件力、弹簧阻尼、力矢量和力矩矢量的建模与仿真，增加了轮廓简图、圆柱体、块体、台体等构件的几何形体以及Request曲线数据文件输出等功能，重新设计并改进了对ADM、REQ和RES等数据文件的读写功能，增强了组件独立运行的稳定性，实现了组件间的可靠连接。 在基于Windows NT平台的PC机上，对机械系统虚拟样机仿真软件的前处理、求解器以及后处理各组件统一进行了实用化研究，开发了机械系统虚拟样机（Mechanical System Virtual Prototyping，简称MSVP）仿真软件的实用化版本；通过几个典型实例对MSVP进行了初步验证，并与ADAMS仿真结果进行了对比分析，结果表明：MSVP操作方便，运行稳定，结果正确，初步达到了实用化的要求。
曹艳[7]（2000）在《多体系统动力学方程计算机自动组集求解》文中研究表明多体系统动力学在车辆设计、飞机、机器人、航天器控制、运动生物力学、机械动力学等诸多领域起着重要作用。它具有重大的应用价值和理论意义。本文对多体系统建立了各种类库。用Roberson／Wittenburg方法描述多体系统的结构。引入路的概念，它使多体系统运动学和动力学建模更简洁，使用最少的信息。用铰的相对坐标描述物体的运动，按路的方向推导了系统运动学递推公式。基于虚功原理提出多体系统的单向递推组集方法，该方法建模效率高，对不同类型的问题方程具有很高的相似性，便于编程。各个需要求逆的矩阵都是对称正定的，这样减少了计算量和计算机内存单元。这种方程形式处理非树形和带约束条件的系统很方便。采用阿当姆斯预估-校正方法对多体系统动力学方程求解，该方法重复使用前几步信息，计算速度快。就上述方法编制了多体系统仿真软件，可高效、高精度地对多体系统进行仿真。 针对多体系统结构的各种情况，选择了6个有代表性的考题说明本文的建模过程，并验证了推导公式和程序的正确性。
邵兵[8]（2010）在《基于李群李代数的统一开闭环机械多体系统递推动力学研究》文中研究说明随着现代科学技术的发展,涌现了由大量物体组成的工程对象,如车辆、串并联机构、机械手、航空航天飞行器等多体系统对象,这些以各种各样方式相互联系所组成的工程对象需要与时俱进的新方法对其进行研究,以便缩短开发时间。多体系统动力学以上述大规模机械系统为研究对象,主要研究其正向、反向和混合运动学、动力学问题。作为一门学科分支,多体系统综合了刚体力学、分析力学、计算力学、材料力学、生物力学等多学科的成就,作为一个经过多年实践应用逐步发展起来的一门古老而又高新的应用技术分支,多体系统动力学正是在不断适应航空、航天工程、机械工程、汽车工程、仿生假肢等等若干机械工程领域具体对象分析研究需要的过程中不断发展、不断进步。本文主要研究一种统一的开闭环机械递推多体系统动力学的理论、算法和应用问题。围绕多体系统快速高效的递推建模、基于动力学的优化设计与仿真控制,从建模方法的选择比较,链式系统到树形系统、无根树系统、含主被动关节系统的扩展,闭环系统的递推动力学研究,柔性多体系统的递推方法,到软件系统与控制仿真问题详细进行了阐述,旨在发展一种高效率、高精度以及面向实时动力学计算和控制的分析方法。首先比较了空间算子代数方法、铰接体惯量方法和李群李代数方法这三种具有O（N）计算效率的递推动力学方法,总结了三种反向动力学和正向动力学的核心算法的基本理论原理和递推实现的过程,由此得出旋量表示刚体运动是形成高效递推动力学的基础。这几种方法虽然各自的原理和出发点与形成过程不全一样,但它们最终得到了一致的高效递推的动力学算法。本文将这三种方法加以综合,博采众长,形成了一套高效递推的动力学算法,通过编程计算,并与动力学软件SimMechanics的结果相比较,验证了算法的正确性。从递推算法所需的加法和乘法次数上面考察了理论计算量,并且比较了O（N3）方法与O（N）方法的实际计算时间。然后在链式系统的基础上,采用低序体阵列将李群李代数表示的递推动力学方法推广到树形系统;研究将无根树系统中加入了五个质量为零的虚拟体和六个虚拟关节,得到了完全递推的无根树系统的动力学算法;提出将递推牛顿—欧拉方法进行改进,使其适应于含主被动关节的形式,推导得到了含主被动关节系统的混合递推动力学算法。针对闭环系统的约束问题,提出构造一系列的自然正交补矩阵,将闭环系统的动力学方程有关的广义惯量矩阵表示出来,再对广义惯量矩阵进行递推分解就可以得到递推的动力学方法,从而得到递推的闭环系统的反向动力学和正向动力学递推动力学算法。基于此种动力学方法对六连杆压力机进行了优化设计。其次针对含柔性的多体系统问题,提出将柔性离散为有限段模型和有限元模型,结合前面的递推动力学算法,分别得到了有限段表达的多柔体系统递推动力学模型和有限元模型表示的多柔体系统递推动力学模型。针对两类空间可展机构——铰链类展开机构和立体展开机构进行了动力学分析。采用有限段方法分析了一三段展开的卫星天线模型,给出了柔性天线的快速仿真结果。研究了基于Bennett机构的立体展开机构,提出用动力学的方法研究立体展开机构,分析了立体展开机构的两个基本组成部分——平面四杆机构和空间四杆机构的动力学,为立体展开机构的动力学分析打下了基础。最后提出用三个部分来解决多体系统的动力学程序设计与控制仿真问题。Mathematica符号分析软件建立系统的符号表达模型,通过VB.NET的.NETLINK实现了与Mathematica的无缝连接与用户交互界面。用Matlab实现数值软件计算与控制仿真,提出通过自动编程的C代码与S-Function函数实现Mathematica与Matlab的无缝连接。讨论了基于动力学的控制算法,针对一空间漂浮Stanford机器人,比较了PID控制方法和力位移混合控制法的仿真结果。
周诚[9]（2014）在《空间七自由度冗余机械臂动力学建模与控制研究》文中研究说明空间冗余构型机械臂的动力学与控制存在着其特殊性。七自由机械臂的动力学算法一般计算量大，且其控制中存在“自运动”问题。针对上述问题，本文主要研究内容包括：基于铰接体算法的空间机械臂正向动力学，冗余机械臂位置控制，基于增强混合阻抗控制的空间冗余机械臂力控制研究。本文首先对空间机械臂动力学建模进行综述，确定了本文动力学建模研究的思路；其次，由机械臂控制的综述确定了冗余机械臂控制的技术路线。为了克服空间机械臂正向动力学算法计算量大等缺点，本文研究了基于空间矢量描述的铰接体算法建立的空间机械臂的动力学模型，为了检验算法的正确性，本文在SimMechanics中建立空间机械臂的模型，二者仿真结果对比表明，该算法可以实时地计算空间机械臂运动情况，且该算法计算量小、计算效率高。为了有效的进行冗余机械臂位置控制，本文采用基于运动学的构型控制策略，选择臂角为构型控制中的运动学函数，以此参数化其“自运动”。为了检验算法的正确性，本文建立了空间七自由度机械臂的数值仿真系统，仿真结果表明，基于该算法可以有效控制冗余机械臂的运动。为了克服自由飞行空间机器人传统控制中能量消耗较多的缺点，本文反馈预估的机械臂对基座的扰动力至基座姿态控制系统中，进而达到协调控制的目的。在协调控制数值仿真系统中仿真验证了协调控制可以有效的减小能量消耗。为了克服基于传统阻抗控制无法进行精确的力控制，本文针对冗余机械臂采用结合构型控制以及混合阻抗控制的增强混合阻抗控制。在该控制策略中，采用基于加速度级的构型控制理论进行冗余分解。基于该控制策略可以在位置控制方向上保证柔顺性以及力控制方向上保证力跟踪特性。在冗余机械臂的增强混合阻抗控制数值仿真系统中仿真模拟机械臂完成辅助对接任务的情况，结果表明，其机械臂在力控制方向上可以精确地进行力控制。
赵玉立[10]（2000）在《柔性多体系统动力学的建模、降价及精细计算研究》文中研究表明本文针对柔性多体系统的具体特点，对它的建模、降阶及精细计算三个方面进行了论述和研究。 柔性多体系统动力学问题的主要特点是：系统中的柔性体部件，在运动过程中经历着大的刚性整体运动和转向，同时又有变形运动，而且这两种运动又是高度耦合的。 在建模方面，本文采用相对描述的方法，用拉格朗日方程导出自由柔性体平面运动动力学方程，然后通过约束方程组装成柔性多体系统，随后又讨论了建立柔性多体系统动力学方程的递推列式方法，并比较了两者的优缺点。 采用离散化方法形成的柔性多体动力学模型的阶数一般很高，即使应用模态截断等方法，要较好地表示柔性系统的变形等特征，方程的阶数仍然会很高。基于结构力学和最优控制之间的模拟关系，辛子空间逆迭代法（ASSISM）从在保留原系统不被破坏的前提下，在全状态空间内反复迭代以求出系统在Hamilton体系下的主要本征解，该方法从计算本征值方面为大型系统的降阶研究开辟了另一条途径。本文还成功地将它引入到时变系统的求解中。 精细积分法是一种精度很高、绝对稳定的计算常微分方程的迭代格式算法，而且任何时刻的值可一次求出，可以有效地解决常系数线性刚性微分方程的刚性及其计算危险性问题，经过改进的精细积分法在求解非线性微分方程时也显示出巨大的优势，由于精细积分法可以有效的解决上面两种问题，所以本文建立了一种刚-弹耦合模型，用该方法进行了数值仿真，计算结果表明精细积分法在求解这类问题时同样适用，这为柔性多体系统动力学方程的求解提供了新的思路。
二、受有非完整约束的开链状多刚体系统的运动方程及递推公式（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、受有非完整约束的开链状多刚体系统的运动方程及递推公式（论文提纲范文）
（2）自由漂浮空间机器人多体动力学及目标捕获研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究应用背景及理论意义 |
| 1.2 空间机器人简介 |
| 1.3 研究现状与进展 |
| 1.3.1 多体系统动力学研究现状与进展 |
| 1.3.2 自由漂浮空间机器人目标捕获研究现状与进展 |
| 1.3.3 空间机器人地面物理仿真实验研究现状与进展 |
| 1.4 本文的结构安排 |
| 第二章 多体系统动力学基础理论及基本方程 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 刚体位姿描述与其次变换 |
| 2.2.1 位置姿态描述 |
| 2.2.2 齐次坐标和其次变换 |
| 2.2.3 欧拉角表示法 |
| 2.2.4 四元数表示法 |
| 2.3 操作臂运动学方程 |
| 2.3.1 D-H 参数 |
| 2.3.2 连杆坐标系之间的齐次变换 |
| 2.3.3 机器人正向运动学及其逆向运动学的解 |
| 2.4 机械臂雅可比矩阵 |
| 2.5 机械臂动力学方程 |
| 2.5.1 牛顿-欧拉动力学方程 |
| 2.5.2 拉格拉日动力学方程 |
| 2.5.3 凯恩动力学方程 |
| 2.5.4 三种动力学建模方法计算效率分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于空间算子代数的多刚体动力学 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于旋量的递推牛顿-欧拉方程 |
| 3.2.1 相邻刚体间的运动关系 |
| 3.2.2 基于旋量的递推牛顿-欧拉动力学方程 |
| 3.3 空间算子描述的动力学方程 |
| 3.4 基于空间算子代数的反向动力学问题 |
| 3.4.1 基于复合体惯量的广义质量矩阵推导及其分解 |
| 3.4.2 反向动力学问题 |
| 3.5 基于空间算子代数的正向动力学方程 |
| 3.5.1 基于空间算子代数的广义质量矩阵的可逆化分解 |
| 3.5.2 空间算子代数描述的广义质量矩阵的逆矩阵 |
| 3.5.3 正向动力学问题 |
| 3.5.4 正向动力学扩展问题 |
| 3.6 自由漂浮空间机器人刚体动力学建模与仿真 |
| 3.6.1 连杆 n 作为基座的自由漂浮空间机器人动力学方程 |
| 3.6.2 自由漂浮空间机器人的空间动量 |
| 3.6.3 自由漂浮空间机器人的动力学仿真 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 基于空间算子代数的自由漂浮空间机器人扩展系统动力学 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 树形系统多体动力学 |
| 4.2.1 树形系统的描述 |
| 4.2.2 关联质量矩阵 |
| 4.2.3 关联质量矩阵的性质 |
| 4.2.4 基于关联质量矩阵的树形系统动力学方程 |
| 4.3 闭环多体系统动力学 |
| 4.3.1 闭环多体系统约束 |
| 4.3.2 动力学方程 |
| 4.3.3 闭环系统正向动力学问题 |
| 4.3.4 自由漂浮双臂空间机器人动力学建模 |
| 4.3.5 自由漂浮双臂空间机器人仿真 |
| 4.4 欠驱动系统动力学建模 |
| 4.4.1 基于空间算子代数的欠驱动系统多体动力学 |
| 4.4.2 欠驱动多体系统的动力学问题 |
| 4.4.3 基于动力学模型的欠驱动系统滑模变结构控制 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 空间算子代数柔性多体动力学 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 单柔体的集中质量模型 |
| 5.2.1 节点O_k~j的运动方程 |
| 5.3 相邻柔体间的递推运动学方程 |
| 5.4 柔性体的假设模态法 |
| 5.5 柔性多体动力学方程 |
| 5.5.1 单柔体的质量矩阵 |
| 5.5.2 基于模态坐标的速度递推 |
| 5.5.3 基于模态坐标的加速度递推 |
| 5.5.4 基于模态坐标的广义力递推 |
| 5.5.5 柔性多体系统的递推动力学方程 |
| 5.5.6 基于空间算子代数的柔性多体动力学方程 |
| 5.6 反向动力学问题 |
| 5.7 正向动力学问题 |
| 5.7.1 柔性系统广义质量矩阵的计算 |
| 5.7.2 柔性系统广义质量矩阵的分解及其逆矩阵 |
| 5.7.3 正向动力学的求解 |
| 5.8 本章小结 |
| 第六章 自由漂浮空间机器人目标捕获及地面仿真系统研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 视觉系统技术基础 |
| 6.2.1 视觉成像原理 |
| 6.2.2 系统坐标系与坐标转换 |
| 6.2.3 视觉系统的标定 |
| 6.3 双目立体视觉系统 |
| 6.3.1 双目立体视觉系统的标定 |
| 6.3.2 双目工作模式及目标航天器位置姿态计算方法 |
| 6.4 基于双目立体视觉的自由漂浮空间机器人目标捕获仿真 |
| 6.5 自由漂浮空间机器人目标捕获地面试验系统设计方案 |
| 6.5.1 地面试验系统组成 |
| 6.5.2 地面试验系统程序设计步骤 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 主要研究工作与总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
| 附录 |
（3）一种紧急救援的带臂球形机器人的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 球形机器人的关键技术研究现状 |
| 1.2.1 球形机器人驱动机构的研究现状 |
| 1.2.2 球形机器人运动理论和控制方法的研究现状 |
| 1.2.3 球形机器人壳体强度的研究现状 |
| 1.3 移动机械手的研究现状 |
| 1.4 抛投式机器人的研究现状 |
| 1.4.1 球形或近似球形抛投式机器人研究现状 |
| 1.4.2 轮式抛投机器人 |
| 1.5 本论文研究内容 |
| 第二章 高空抛投式搜救带臂球形机器人设计方案 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 带臂球形机器人的方案设计 |
| 2.2.1 BYQ-4球形机器人的构成 |
| 2.2.2 各部分结构及功能说明 |
| 2.3 减震缓冲器的性能分析及方案设计 |
| 2.3.1 缓冲器设计方案 |
| 2.3.2 球形机器人减震缓冲器机构设计 |
| 2.4 高空抛投式带臂球形机器人着陆过程的冲击分析 |
| 2.4.1 无保护的球形机器人着陆过程的冲击分析 |
| 2.4.2 带减震缓冲器的球形机器人着陆过程的冲击分析 |
| 2.4.3 二级减震缓冲器的优化设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 带臂球形机器人的运动模型和结构优化设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 BYQ-4运动学模型的建立 |
| 3.2.1 坐标系的建立与各构件姿态描述矩阵定义 |
| 3.2.2 球壳与地面约束方程分析 |
| 3.2.3 操作臂部分运动分析 |
| 3.2.4 机械手工作空间分析 |
| 3.3 BYQ-4动力学模型的建立 |
| 3.3.1 惯性张量计算 |
| 3.3.2 各连杆的速度、角速度、加速度和角加速度的推算 |
| 3.3.3 动力学模型的建立 |
| 3.4 基于改进遗传算法的BYQ-4机器人结构优化设计 |
| 3.4.1 BYQ-4机器人的性能分析 |
| 3.4.2 BYQ-4机器人的优化设计模型 |
| 3.4.3 遗传算法及其改进 |
| 3.4.4 基于MGA的优化求解 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 BYQ-4机器人的地面运动规划方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 BYQ-4机器人的可控性及规划路径存在性分析 |
| 4.2.1 BYQ-4机器人约束的非完整性 |
| 4.2.2 BYQ-4机器人的可控性和路径规划存在性分析 |
| 4.3 BYQ-4机器人基于运动解耦的路径规划方法 |
| 4.3.1 "球体运动"简化模型 |
| 4.3.2 "抓取运动"简化模型 |
| 4.3.3 基于运动解耦的BYQ-4机器人路径规划流程 |
| 4.3.4 基于运动解耦的路径规划仿真 |
| 4.4 BYQ-4机器人基于姿态控制的运动规划方法 |
| 4.4.1 BYQ-4机器人姿态控制策略 |
| 4.4.2 基于姿态控制的BYQ-4机器人运动规划仿真 |
| 4.5 BYQ-4机器人运动规划实验 |
| 4.5.1 BYQ-4机器人的实验条件 |
| 4.5.2 BYQ-4机器人的运动规划实验 |
| 4.5.3 BYQ-4机器人的典型操作任务实验 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 BYQ-4机器人的非理想因素分析及补偿 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 球形机器人理想条件下的二维动力学模型 |
| 5.3 非线性摩擦对球形机器人动态特性的影响 |
| 5.3.1 存在关节摩擦和滚动摩阻力矩的模型 |
| 5.3.2 滑动摩擦分析 |
| 5.4 球壳不圆度对球形机器人运动性能的影响 |
| 5.4.1 存在球壳不圆的动力学模型 |
| 5.4.2 存在球壳不圆的动力学仿真 |
| 5.5 基于自适应方法的摩擦补偿控制 |
| 5.5.1 自适应方法控制策略 |
| 5.5.2 基于自适应方法的补偿控制仿真 |
| 5.6 BYQ-4机器人的补偿控制方法实验 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 带臂球形机器人保护壳体的理论设计及其特性研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 带臂球形机器人的保护壳体设计方案 |
| 6.3 网状球壳的强度分析 |
| 6.4 网状球壳对机器人运动性能的影响 |
| 6.4.1 运动平顺性 |
| 6.4.2 动力学分析 |
| 6.4.3 起动特性分析 |
| 6.5 带网状球壳的球形机器人的运动仿真和样机实验 |
| 6.5.1 基于ADAMS的带网状球壳的球形机器人的运动仿真 |
| 6.5.2 带网状球壳的球形机器人运动实验 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
（4）介入诊疗机器人多体系统建模分析与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 图表清单 |
| 注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与研究意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 主动介入诊疗机器人技术渊源 |
| 1.2.2 管内机器人面临问题 |
| 1.3 主动介入机器人系统相关动力学问题 |
| 1.3.1 多体系统动力学发展 |
| 1.3.2 递推动力学建模 |
| 1.3.3 数值积分算法与程序实现 |
| 1.3.4 管道流场动力学 |
| 1.4 主要内容安排 |
| 第二章 主动介入机器人多体系统运动学与动力学基础问题 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 Lie 群和Lie 代数 |
| 2.2.1 Lie 群简介 |
| 2.2.2 Lie 代数 |
| 2.3 旋量理论与刚体变换 |
| 2.3.1 旋量与旋量运动 |
| 2.3.2 指数积公式 |
| 2.3.3 伴随变换理论 |
| 2.4 Euler 四元数 |
| 2.4.1 四元数基本理论 |
| 2.4.2 旋转变换的四元数表示 |
| 2.5 多体系统的几何描述 |
| 2.5.1 Roberson/Wittenburg 方法 |
| 2.5.2 低序体阵列 |
| 2.5.3 父体阵列、子体阵列 |
| 2.6 结论 |
| 第三章 介入诊疗机器人运行环境与动力学建模 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 血管与血液力学性能 |
| 3.2.1 血管壁力学模型 |
| 3.2.2 血管内部环境分析 |
| 3.3 人体消化道力学性能研究 |
| 3.3.1 消化道环境分析 |
| 3.3.2 消化道环境数值模拟 |
| 3.4 基于空间算子代数的主动介入机器人多体系统运动学与动力学 |
| 3.4.1 典型体的运动学动力学方程 |
| 3.4.2 基本空间算子定义 |
| 3.4.3 系统基本运动学与动力学方程 |
| 3.5 结论 |
| 第四章 游动介入诊疗机器人动力学建模分析 |
| 4.0 引言 |
| 4.1 游动型介入诊疗机器人运动学 |
| 4.1.1 坐标系选取 |
| 4.1.2 机器人的刚体运动 |
| 4.2 游动介入诊疗机器人动力学建模 |
| 4.2.1 动力学方程 |
| 4.2.2 游动机器人流场力 |
| 4.2.3 其他力 |
| 4.3 游动介入机器人流场动态力分析 |
| 4.3.1 惯性流体阻力 |
| 4.3.2 流体粘性力 |
| 4.3.3 游动机器人流体阻力计算模型 |
| 4.4 游动型主动介入机器人动力学分析程序 |
| 4.4.1 软件开发环境 |
| 4.4.2 动力学计算 |
| 4.5 游动型主动介入机器人任务仿真 |
| 4.5.1 仿真环境 |
| 4.5.2 仿真结果 |
| 4.6 结论 |
| 第五章 多节蠕动型介入诊疗机器人算子代数扩展动力学建模 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 链式蠕动型机器人动力学建模 |
| 5.2.1 系统描述 |
| 5.2.2 运动学递推 |
| 5.2.3 反向动力学建模 |
| 5.2.4 正向动力学建模 |
| 5.3 树形拓扑结构蠕动型机器人动力学建模 |
| 5.3.1 运动学递推 |
| 5.3.2 反向动力学建模 |
| 5.3.3 正向动力学建模 |
| 5.4 环境因素对蠕动机器人的影响 |
| 5.4.1 机器人在动脉血管中的受力 |
| 5.4.2 动脉血管流场阻力的数值模拟 |
| 5.5 链式蠕动介入机器人一般性动力学分析程序 |
| 5.5.1 动力学计算流程 |
| 5.5.2 计算实例 |
| 5.6 结论 |
| 第六章 样机研制与试验分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 游动型主动介入诊疗机器人样机 |
| 6.2.1 整体信息 |
| 6.2.2 原理试验 |
| 6.3 蠕动型主动介入诊疗机器人样机 |
| 6.3.1 样机系统 |
| 6.3.2 蠕动行走试验 |
| 6.4 蠕动机器人原理样机改进与任务仿真分析 |
| 6.4.1 样机改进设计 |
| 6.4.2 样机改进与任务仿真 |
| 6.5 结论 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 后续研究内容及展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
| 攻读博士学位期间参加科研项目情况 |
（5）基于计算机语言描述的三轮移动机器人动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第1章 绪论 |
| 1-1 课题背景与意义 |
| 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 多体系统动力学模型语言描述概述 |
| 1-4 存在的问题 |
| 1-5 本课题研究的主要工作 |
| 第2章 三轮移动机器人语言结构描述 |
| 2-1 引言 |
| 2-2 三轮移动机器人的结构 |
| 2-3 建立三轮移动机器人坐标系与相邻连杆之间位姿参数列表 |
| 2-4 基于MATLAB语言创建三轮移动机器人的结构体数据 |
| 2-5 本章小结 |
| 第3章 三轮移动机器人运动学建模与分析 |
| 3-1 引言 |
| 3-2 三轮移动机器人各个连杆的位姿正运动学 |
| 3-3 三轮移动机器人各个连杆的速度、加速度正运动学 |
| 3-4 三轮移动机器人速度约束方程 |
| 3-5 本章小结 |
| 第4章 基于拉格朗日方程的三轮移动机器人动力学建模 |
| 4-1 引言 |
| 4-2 拉格朗日方程描述与推导 |
| 4-3 求解系统动能 |
| 4-4 三轮移动机器人驱动力矩配置方案 |
| 4-5 动力学逆解的程序推导与化简 |
| 4-6 不同驱动配置下动力学逆解 |
| 4-7 本章小结 |
| 第5章 基于牛顿-欧拉递推方程的三轮移动机器人动力学建模 |
| 5-1 引言 |
| 5-2 牛顿欧拉迭代动力学介绍 |
| 5-3 多分支链推导程序实现 |
| 5-3-1 三轮移动机器人受力分析 |
| 5-3-2 程序实现求解未知反力方法 |
| 5-3-3 三轮移动机器人地面约束反力求解结果 |
| 5-3-3-1 将三个车轮约束反力分量中的所有纵向反力分量归为一类列述 |
| 5-3-3-2 将三个车轮的侧向约束分力归为一类列述 |
| 5-3-3-3 将三个车轮所有垂直反力分量归为一类列述 |
| 5-4 基于垂直反力的ZMP建模 |
| 5-5 本章小结 |
| 第6章 基于多刚体矢量动力学的三轮移动机器人动力学建模 |
| 6-1 引言 |
| 6-2 一种多刚体矢量动力学方程的推导 |
| 6-2-1 矢量运算相关法则 |
| 6-2-2 多刚体矢量动力学方程 |
| 6-2-2-1 质点系矢量动力学方程 |
| 6-2-2-2 多刚体动量定理表达式 |
| 6-2-2-3 多刚体动量矩定理表达式 |
| 6-2-3 移动机器人ZMP表达式 |
| 6-2-3-1 相对固定坐标系中ZMP表达式 |
| 6-2-3-2 相对机器人主刚体参考点的ZMP表达式 |
| 6-2-3-3 两种简化公式的说明 |
| 6-3 三轮移动机器人约束反力与ZMP表达式 |
| 6-3-1 机器人约束反力表达式求解方法 |
| 6-3-2 基于矢量动力学方程的ZMP |
| 6-4 本章小结 |
| 第7章 三轮移动机器人动力学仿真与分析 |
| 7-1 引言 |
| 7-2 三轮移动机器人仿真参数设置 |
| 7-3 三轮移动机器人不同驱动配置的动力学逆解仿真分析 |
| 7-4 三轮移动机器人地面约束反力仿真与分析 |
| 7-5 三轮移动机器人ZMP仿真分析 |
| 7-6 本章小结 |
| 第8章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（6）机械系统虚拟样机仿真软件的实用化研究（论文提纲范文）
| 1 绪论 |
| 1.1 机械系统虚拟样机技术的概念、发展和应用 |
| 1.1.1 虚拟样机的概念 |
| 1.1.2 机械系统虚拟样机技术的发展 |
| 1.1.3 机械系统虚拟样机技术的应用 |
| 1.2 问题的提出 |
| 1.3 机械系统虚拟样机实用化研究的基本内涵 |
| 1.4 机械系统虚拟样机软件实用化研究的技术要点和内容 |
| 1.4.1 机械系统虚拟样机的存储模型 |
| 1.4.2 建立和完善机械系统常用的约束类型及其约束方程 |
| 1.4.3 研究分析作用在刚体上各种力和力矩的描述方法与算法 |
| 1.4.4 统一数据文件的读写方式，提高数据传输的可靠性和软件系统的稳定性 |
| 1.4.5 进一步研究非树型系统的动力学分析问题 |
| 1.4.6 增加并完善仿真结果的输出形式，为后处理提供必要的数据 |
| 小结 |
| 2 机械系统虚拟样机仿真软件的总体设计思想与面向对象的分析 |
| 2.1 MSVP软件系统的开发平台 |
| 2.1.1 中文Windows NT/2000与微机平台 |
| 2.1.2 采用面向对象与原型法相结合的设计方法 |
| 2.1.3 利用OpenGL库实现图形信息的输出 |
| 2.1.4 以Visual C++及MFC作为开发工具 |
| 2.2 MSVP仿真软件的总体功能结构及特点 |
| 2.2.1 MSVP仿真分析软件的前处理组件 |
| 2.2.2 MSVP仿真分析软件的的求解器组件 |
| 2.2.3 MSVP仿真分析软件的后处理组件 |
| 2.3 面向对象的系统分析与设计 |
| 2.3.1 定义类或对象 |
| 2.3.2 定义类的层次结构 |
| 2.3.3 定义属性 |
| 2.3.4 定义服务 |
| 2.3.5 解空间结构 |
| 小结 |
| 3 机械系统动力学建模与算法 |
| 3.1 符号与公式的约定 |
| 3.1.1 矢量对时间的导数 |
| 3.1.2 求和式约定与假标、自由标 |
| 3.1.3 下标记号法的代入运算 |
| 3.1.4 克罗尼克（Kronecker）符号和Levi-Civita符号 |
| 3.2 矢量、张量及其运算 |
| 3.2.1 矢量运算 |
| 3.2.2 张量及其运算 |
| 3.3 坐标变换矩阵及其导数 |
| 3.3.1 坐标变换矩阵 |
| 3.3.2 坐标变换矩阵的导数 |
| 3.4 欧拉参数与角速度描述 |
| 3.4.1 欧拉参数 |
| 3.4.2 欧拉参数与坐标变换矩阵的关系 |
| 3.4.3 欧拉参数描述的角速度 |
| 3.5 机械系统的结构描述 |
| 3.5.1 机械系统的拓扑结构图与编号规则 |
| 3.5.2 机械系统中构件、约束类型及其描述方法 |
| 3.5.3 机械系统中相邻接两构件的描述 |
| 3.6 广义坐标及伪速度 |
| 3.7 方位、角速度、偏角速度、角加速度及其偏角速度的导数 |
| 3.7.1 机械系统任一构件的方位 |
| 3.7.2 机械系统任一构件的角速度 |
| 3.7.3 机械系统的偏角速度阵列 |
| 3.7.4 械系统任一构件的角加速度及其偏角速度的导数 |
| 3.8 质心的位移、速度、偏速度、加速度及其偏速度的导数 |
| 3.8.1 机械系统任一构件质心的位移 |
| 3.8.2 机械系统任一构件质心的速度 |
| 3.8.3 机械系统的偏速度阵列 |
| 3.8.4 机械系统任一构件质心的加速度及其偏速度的导数 |
| 3.9 机械系统的广义力 |
| 3.9.1 机械系统的广义主动力 |
| 3.9.2 机械系统的广义惯性力 |
| 3.10 解除约束的机械系统动力学方程 |
| 3.11 机械系统的常用约束及广义约束力 |
| 3.11.1 机械系统的常用约束分析 |
| 3.11.2 机械系统的广义约束力 |
| 3.12 基于凯恩-休斯敦方法的非树型系统动力学算法 |
| 3.13 机械系统动力学分析的求解过程 |
| 小结 |
| 4 机械系统虚拟样机仿真软件的数据模型与接口 |
| 4.1 数据结构的基本概念 |
| 4.2 机械系统的拓扑结构及其对存储结构的要求 |
| 4.3 机械系统虚拟样机的数据存储结构 |
| 4.3.1 线性存储结构 |
| 4.3.2 基于图的机械系统虚拟样机数据存储结构 |
| 4.4 机械系统虚拟样机的数据文件接口 |
| 4.4.1 面向对象的输入输出流 |
| 4.4.2 ADM文件的输入输出 |
| 4.4.3 REQ和RES文件 |
| 小结 |
| 5 机械系统动力学仿真软件的实用化 |
| 5.1 面向对象技术与原型开发方法相结合 |
| 5.2 机械系统动力学仿真软件实用化的基本要求 |
| 5.3 基于软件原型的MSVP实用化开发 |
| 5.3.1 Windows标准图形用户界面的实用化 |
| 5.3.2 完善并改进了约束建模 |
| 5.3.3 新增加了力（力矩）的建模 |
| 5.3.4 新添加了对构件几何形体的描述 |
| 5.3.5 新添加了Request设置与req文件输出： |
| 5.4 应用实例 |
| 5.4.1 带有弹簧阻尼的平面四杆机构动力学分析 |
| 5.4.2 空间曲柄滑块机构动力学分析 |
| 5.4.3 空间四杆机构动力学分析 |
| 小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 创新 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（7）多体系统动力学方程计算机自动组集求解（论文提纲范文）
| 引 言 |
| 一 研究现状 |
| 二 选题目的和意义 |
| 三 本文主要工作 |
| 第一章 多体系统的建模 |
| 一 多体系统的基本概念 |
| 二 用 Roberson/Wittenburg方法描述系统的结构 |
| 三 多体系统的结构的数学描述 |
| 第二章 多体系统运动学分析 |
| 一 多体系统的坐标表示 |
| 二 物体方位的表示和坐标变换 |
| 三 运动学分析 |
| 第三章 多体系统动力学分析 |
| 一 多体系统动力学分析方法 |
| 二 单向递推组集法 |
| 第四章 多体系统的数值计算 |
| 一 多体系统数值解法概述 |
| 二 阿当姆斯预估-校正法 |
| 第五章 算例分析 |
| 第六章 结论与展望 |
| 附程序说明 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（8）基于李群李代数的统一开闭环机械多体系统递推动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 多体系统动力学研究概况 |
| 1.2.1 多体系统 |
| 1.2.2 多体系统动力学 |
| 1.2.3 递推多体系统动力学 |
| 1.2.4 多柔体系统动力学 |
| 1.2.5 多体系统动力学的应用 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第二章 递推动力学建模方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 空间算子代数算法 |
| 2.2.1 雅可比算子 |
| 2.2.2 多体系统动力学的算子计算 |
| 2.2.3 系统整体矩阵的逆算子 |
| 2.3 铰接体惯量算法 |
| 2.4 李群李代数表示的多体系统递推动力学 |
| 2.4.1 李群李代数的一些基本概念 |
| 2.4.2 伴随算子 |
| 2.4.3 反向和正向动力学 |
| 2.5 一种统一的递推建模方法 |
| 2.5.1 三种递推建模方法综合比较 |
| 2.5.2 理论计算量与实际计算时间 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 李群李代数表示的递推动力学方法扩展 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 树形拓扑结构的递推动力学 |
| 3.2.1 拓扑结构的描述 |
| 3.2.2 树形系统正向递推动力学 |
| 3.2.3 树形三连杆系统递推动力学仿真实例 |
| 3.3 无根树系统(或自由漂浮基座空间系统)的递推动力学 |
| 3.3.1 无根树系统转化为有根树系统 |
| 3.3.2 无根树系统的正反向递推动力学 |
| 3.3.3 卫星本体与连杆的仿真实例 |
| 3.4 主被动关节混合递推动力学 |
| 3.4.1 牛顿－欧拉方法的改进 |
| 3.4.2 含主被动关节的混合递推动力学 |
| 3.4.3 含主被动关节的混合递推动力学实例 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 闭环系统的递推动力学方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 传统的闭环系统研究方法 |
| 4.3 闭环系统的几何代数方法 |
| 4.3.1 刚体变换、李群李代数和几何代数 |
| 4.3.2 几何代数表示的动量和惯量 |
| 4.3.3 几何代数表示的单个刚体运动 |
| 4.3.4 Stewart并联平台的几何代数方法 |
| 4.4 递推的闭环系统动力学方法 |
| 4.4.1 广义质量矩阵的分解 |
| 4.4.2 解耦自然正交补矩阵 |
| 4.4.3 闭环系统的反向递推动力学 |
| 4.4.4 闭环系统的正向递推动力学 |
| 4.5 六连杆压力机的动力学仿真与优化设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 柔性多体系统动力学研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 有限段方法的递推多柔体高效递推动力学 |
| 5.2.1 理论基础 |
| 5.2.2 有限段方法的执行步骤 |
| 5.2.3 局限与修正 |
| 5.3 有限元方法的递推多柔体动力学 |
| 5.3.1 柔体的广义质量矩阵 |
| 5.3.2 有限元方法的柔体反向递推动力学 |
| 5.3.3 有限元方法的柔体正向递推动力学 |
| 5.4 应用举例 |
| 5.4.1 柔性悬臂梁模型 |
| 5.4.2 刚柔耦合的四连杆机构 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 空间可展机构的动力学分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 铰链类天线展开过程仿真 |
| 6.3 闭环形式的空间可展机构 |
| 6.3.1 Bennett机构 |
| 6.3.2 平面四杆机构的动力学 |
| 6.3.3 空间RSSR四连杆机构的动力学 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 多体系统动力学软件系统与控制仿真 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 基于VB.NET与Mathematica符号分析软件系统 |
| 7.2.1 符号分析软件系统的总体设计 |
| 7.2.2 NAAMBSSYM符号分析软件系统 |
| 7.3 基于Matlab的数值计算系统与可视化仿真 |
| 7.3.1 Matlab与Mathematica的连接 |
| 7.3.2 基于Matlab的数值计算软件系统 |
| 7.3.3 基于VRML 语言的可视化仿真 |
| 7.4 基于动力学的力/位移混合控制仿真 |
| 7.4.1 基于动力学的控制方法 |
| 7.4.2 力/位并行控制仿真实例 |
| 7.5 多体系统的硬件实现 |
| 7.6 本章小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 总结 |
| 8.2 后续研究内容及展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（9）空间七自由度冗余机械臂动力学建模与控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外相关领域研究现状分析 |
| 1.2.1 空间机械臂多体动力学研究概况 |
| 1.2.2 机械臂控制研究现状 |
| 1.3 课题来源及主要研究内容 |
| 第2章 空间机械臂动力学建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 空间机械臂系统描述 |
| 2.2.1 空间机械臂一般模型 |
| 2.2.2 空间机械臂参数化描述 |
| 2.3 动力学量的空间矢量表示 |
| 2.3.1 空间矢量代数 |
| 2.3.2 单刚体运动方程 |
| 2.3.3 铰接体惯量 |
| 2.4 固定基座机械臂逆向动力学 |
| 2.5 空间固定基座机械臂正向动力学 |
| 2.5.1 基于空间矢量的机械臂正向递推动力学 |
| 2.5.2 基于关节空间惯量矩阵的机械臂正向动力学 |
| 2.5.3 算法验证 |
| 2.6 空间漂浮基座机械臂正向动力学 |
| 2.6.1 基于空间矢量的空间漂浮基座机械臂正向递推动力学 |
| 2.6.2 算法验证 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 空间冗余机械臂位置控制研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 冗余机械臂构型控制 |
| 3.2.1 构型控制原理 |
| 3.2.2 冗余机械臂臂角 |
| 3.3 机械臂关节空间位置控制 |
| 3.4 空间冗余机械臂位置控制数值仿真研究 |
| 3.5 自由飞行空间机器人系统位置控制研究 |
| 3.5.1 协调控制原理 |
| 3.5.2 自由飞行空间机器人协调控制及仿真研究 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 空间冗余机械臂增强混合阻抗控制研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 增强混合阻抗控制原理 |
| 4.2.1 增强混合阻抗控制阻抗关系 |
| 4.2.2 环境模型的建立 |
| 4.2.3 位置控制内环 |
| 4.3 增强混合阻抗控制仿真平台 |
| 4.4 混合阻抗控制力控制研究 |
| 4.4.1 力控制稳态误差 |
| 4.4.2 混合和阻抗控制参数特性仿真 |
| 4.4.3 混合和阻抗控制时变力跟踪仿真研究 |
| 4.5 基于增强混合阻抗的冗余机械臂辅助对接仿真研究 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（10）柔性多体系统动力学的建模、降价及精细计算研究（论文提纲范文）
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 历史与目前研究概况 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第二章 柔性多体系统动力学的建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 自由柔性体的动力学控制方程 |
| 2.3 柔性多体平面运动的动力学控制方程 |
| 2.4 递推列式 |
| 2.5 小 结 |
| 第三章 大型柔性系统的降阶计算 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算结构力学与最优控制理论的模拟关系 |
| 3.3 共轭辛子空间逆迭代法 |
| 3.4 时变结构动力学方程的的降阶计算 |
| 3.5 小 结 |
| 第四章 柔性多体系统的精细计算 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 精细积分法的基本构造 |
| 4.3 刚性方程的精细积分法 |
| 4.4 非线性方程的精细积分法 |
| 4.5 柔体系统动力学方程的精细积分法 |
| 4.6 小 结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
四、受有非完整约束的开链状多刚体系统的运动方程及递推公式（论文参考文献）
- [1]受有非完整约束的开链状多刚体系统的运动方程及递推公式[J]. 赵跃宇. 黄淮学刊(自然科学版), 1991(S2)
- [2]自由漂浮空间机器人多体动力学及目标捕获研究[D]. 田志祥. 南京航空航天大学, 2012(02)
- [3]一种紧急救援的带臂球形机器人的研究[D]. 史成坤. 北京邮电大学, 2010(01)
- [4]介入诊疗机器人多体系统建模分析与实现[D]. 赵大旭. 南京航空航天大学, 2010(01)
- [5]基于计算机语言描述的三轮移动机器人动力学研究[D]. 吴立恒. 河北工业大学, 2013(06)
- [6]机械系统虚拟样机仿真软件的实用化研究[D]. 刘贤喜. 中国农业大学, 2001(01)
- [7]多体系统动力学方程计算机自动组集求解[D]. 曹艳. 大连理工大学, 2000(01)
- [8]基于李群李代数的统一开闭环机械多体系统递推动力学研究[D]. 邵兵. 南京航空航天大学, 2010(12)
- [9]空间七自由度冗余机械臂动力学建模与控制研究[D]. 周诚. 哈尔滨工业大学, 2014(02)
- [10]柔性多体系统动力学的建模、降价及精细计算研究[D]. 赵玉立. 西北工业大学, 2000(01)