两自由度刚性构件机械系统动力学资料.ppt

两自由度刚性构件机械系统动力学资料.ppt

  1. 1、本文档共23页,可阅读全部内容。
  2. 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
两自由度刚性构件机械系统动力学资料.ppt

例1 图示为两杆机械手,由上臂AB、下臂BC和手部C组成。在A处和B处安装有伺服电动机,分别产生控制力矩M1和M2。M1带动整个机械手运动,M2带动下臂相对上臂转动。假设系统只在铅垂平面内运动,两臂长为l1和l2。自重忽略不计,B处的伺服电动机及减速装置的质量为m1,手部C 握持重物质量为m2,建立系统动力学方程。 1、系统动能 2、系统势能 以A处为势能零点,系统的势能: 4、非保守广义力 δθ1≠0, δθ2=0,非保守力所做的虚功。 5、运动微分方程 拉格朗日方程中的偏导数: 运动微分方程的矩阵形式: 6、系数矩阵的物理意义 (3)向心加速度系数Dijj (4)哥氏加速度系数Dijk 6、运动微分方程求解 上述系数都是广义坐标θ1和θ2的函数,同时和质量m1、m2及臂长l1、l2有关。 当m1、m2、l1、l2确定后,可以采用数值法、有关动力学分析软件进行求解。 如果要求机械手能够按照预定运动规律θ1(t)和θ2(t)运动,则可求出两个关节处的控制力矩的变化规律M1(t)和M2(t),即两个伺服电动机输出力矩的变化规律。 例2 五杆机构运动微分方程 图示五杆机构。各杆件的长度分别为l1、l2、l3、l4和l5,其中l5为机架,四个活动杆件均为均质杆,质量分别为m1、m2、m3和m4,各个活动杆件的质心位置是s1、s2、s3和s4,杆1和杆4上受到的外力矩分别为M1和M2,杆1~杆4的转动角度分别用θ1、θ2、θ3和θ4表示。 1、运动分析 各杆转动角速度 各杆转动角速度 θ2和θ3对时间求导,可得杆2和杆3转动的角速度。 各杆质心坐标 各杆质心速度: 2、系统动能、势能、Lagrange函数 系统动能: 系统势能 系统势能为4个杆件势能之和: 3、非保守广义力 复杂受力情况下,非保守广义力求法 假设在s3点作用一个外力F。 运动微分方程组: 刚性构件机械系统动力学小结 1、系统描述,力学模型 2、数学模型 燕山大学 Yanshan University 燕山大学 Yanshan University 燕山大学机械工程学院 School of Mechanical Engineering, Yanshan University 燕山大学机械工程学院 School of Mechanical Engineering, Yanshan University m1g m1g 解:两自由度机械手简化为双摆系统。 在B、 C处具有质量m1、m2,在A、B处具有控制力矩M1、M2。 取广义坐标θ1、θ2。 1.4 两自由度刚性构件机械系统动力学 3、lagrange函数 代入拉格朗日方程式,整理得: (1)有效惯量Dii (2)耦合惯量Dij(i≠j) 由关节j和关节k处的速度所引起的作用于关节i的哥氏力。 :关节j的速度在关节i处引起的向心力。 (5)重力项Di 解:该系统为2自由度系统。取广义坐标: 各杆角位移是广义坐标q1、q2的函数。 各杆转动角位移 上式对θ1求偏导数,得 同理可得 杆2和杆3转动的角速度是广义坐标与广义速度的函数。 T T Ti Lagrange函数: T δθ1≠0, δθ4=0,非保守力所做的虚功。 δθ1≠0, δθ4=0,非保守力所做的虚功。 F 外力F在水平与垂直方向上的投影为: Q1 同理可以求得Q2。 1、系统描述,力学模型 抽油系统示意图 H-G 曲柄 H-G 数学模型:模型参数确定、运动微分方程。 4、仿真软件 5、仿真分析与优化 3、数值仿真模型 燕山大学 Yanshan University 燕山大学 Yanshan University 燕山大学机械工程学院 School of Mechanical Engineering, Yanshan University 燕山大学机械工程学院 School of Mechanical Engineering, Yanshan University

文档评论(0)

钱缘 + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档