由度动力学建模.pptVIP

**三体机械臂可伸展卫星太阳能电池板汽车五轴并联机床机械原理由三部分组成：机械动力学研究内容：机械结构学：机构组成原理、机构运动的可能性和确定性。机械结构学、机构运动学和机械动力学机构运动学：1运动学分析——不考虑力的作用，从几何观点研究机构各构件运动参数（位移、速度、加速度）2运动学综合——仅从运动学角度设计新机构的方法。绪论机械动力学：1动力学分析——研究机械在力作用下的运动和机械在运动中产生的力。2动力学综合（动力学设计）——从力与运动的相互作用角度对机械进行设计改进，使之达到运动学和动力学要求。机械动力学四种分析方法：静力分析（static）动态静力分析(kinetio-static)动力分析(dynamic)弹性动力分析(elastodynamic)机构动力学模型主要有两种形式:一类是不含运动副约束反力的纯微分型动力学方程,其维数等于机构的自由度数目;另一类是含运动副约束反力的代数与微分混合型方程,其维数大于机构的自由度数目。机构动力学分析的发展与现状建立复杂机构动力学模型的常用力学方法有:牛顿-欧拉(Newton-Euler)法拉格朗日(Lagrange)法虚功原理法凯恩(Kane)法旋量法和R-W法等。01机构动力学分析的发展与现状02牛顿-欧拉(Newton-Euler)的特点是以矢量描述运动和力，从而具有很强的几何直观性，但列写各隔离体的动力学方程不可避免地出现理想约束反力，从而使未知变量的数目明显增多，扩大了求解规模。Lagrange法是以系统的动能和势能为基础建立动力学方程的,可以避免出现不做功铰的理想约束反力，使未知量的数目最少，但随着刚体数目和自由度的增多，求导数的计算工作量十分庞大。凯恩(Kane)方法特点是利用伪坐标代替广义坐标描述系统的运动，并将矢量形式的力和力矩包括达朗伯惯性力和惯性力矩直接向偏速度和偏角速度基矢量方向投影以消除理想约束反力，兼有矢量力学和分析力学的特点。罗伯森(Roberson)和维滕堡(Wittenburg)应用图论的概念来描述多刚体系统的结构特征，使各种不同结构体系的多体系统能用统一的数学模型来描述.机构动力学分析的发展与现状第一篇机械刚体动力学第一章单自由度机械系统动力学建模方法1．1机构系统的功能关系系统动能：（1-1）系统瞬时功率：（1-2）根据动能原理：在任一时间间隔内，系统上外力所做的功等于系统动能增量：(1-3)微分得即(1-4)等效转化的原则：等效构件的等效质量具有的动能等于原机械系统的总动能；等效构件上作用的等效力或力矩产生的瞬时功率等于原机械系统所有外力产生的瞬时功率之和。01把具有等效质量或等效转动惯量，其上作用有等效力或等效力矩的等效构件称为机械系统的等效动力学模型。02等效动力学模型031．2系统的等效力学模型等效力矩Me等效转动惯量Je等效力Fe等效质量me等效质量和等效转动惯量可以根据等效原则：等效构件所具有的动能等于原机械系统的总动能来确定。对于具有n个活动构件的机械系统，构件i上的质量为mi，相对质心Ci的转动惯量为JCi,质心Ci的速度为vCi,构件的角速度为，则系统所具有的动能为：等效质量和等效转动惯量321二、等效参数的确定得等效转动惯量：根据等效原则：当选取角速度为的回转构件为等效构件时，等效构件的动能为：01.当选取移动速度为的滑件为等效构件时，等效构件的动能为：02.根据等效原则：03.得等效质量：等效量的计算1、等效力和等效质量?1S3等效力Fe等效质量me等效质量me等效力FeSTEP4STEP3STEP2STEP1不知道机构真实运动的情况下，可以求出等效量（Fe、Me、me、Je）等效量（Fe、Me、me、Je）均为为机构位置的函数。等效量（Fe、Me、me、Je）均为假想的量，不是机