RV传动(旋变传动)是一种应用于机器人领域中的精密传动方式,它基于少齿差行星传动原理而发展起来。RV减速器在机器人关节传动中扮演着至关重要的角色,其对运动精度、回差、刚度以及承载能力的要求极高。RV传动技术最早由德国和日本等国家掌握,并已形成系列化的产品。由于其设计和制造难度较高,目前市场上存在着较高的回差及传动精度要求,通常在1角分左右,使得RV减速器在很多精密应用中具有垄断地位。而RV减速器的非线性动力学特性,随着应用中对机器人速度要求的提升而变得越发重要,因此深入研究RV减速器的非线性动力学特性具有重要的理论和实际意义。 本文的研究对象为RV-250AⅡ减速器,作者单丽君和于成国探讨了时变啮合刚度、齿侧间隙以及误差激励对齿轮传动系统的影响,建立了非线性动力学模型,并推导出了相应的运动微分方程。由于这些系统方程的半正定、变参数和非线性的特点,研究团队采用了以齿轮副相对啮合位移为广义坐标的策略,将线性和非线性回复力共存的方程组统一化为矩阵形式,并进行量纲一化处理,为后续微分方程的求解奠定了基础。 研究中采用了集中质量模型假设,其中渐开线齿轮、曲柄、摆线轮和针齿壳被视为具有回转自由度的集中质量,系统共有十个自由度。在太阳轮与行星轮啮合处、摆线轮与针齿壳啮合处,考虑了时变啮合刚度、阻尼和齿侧间隙的影响;曲轴与环板处仅考虑阻尼与齿侧间隙的影响。基于这些假设和对动力学模型的建立,研究者们进而推导出系统的运动微分方程。 在动力学模型建立的基础上,采用了拉格朗日方程推导出系统的运动微分方程。由于RV传动系统的特点,在动力学方程中包含了时变啮合刚度、齿侧间隙以及误差激励等因素,使得方程具有非线性动力学特性。通过采用相对啮合位移作为广义坐标,研究者们成功地将涉及线性和非线性回复力的方程组转化为统一的矩阵形式,并对方程进行了量纲一化处理,便于后续求解。 RV传动系统的非线性动力学模型及其运动微分方程的建立,对于理解RV减速器在动态工作条件下的行为至关重要。这不仅可以帮助设计者更好地预测和优化减速器的性能,而且对于提升机器人的整体运动精度和工作效率具有实际应用价值。同时,该研究为RV传动领域提供了深度研究成果,对推动国内相关产业的发展具有积极的推动作用。
2025-06-30 19:21:17 292KB 首发论文
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内容概要:本文探讨了基于线性自抗扰LADRC控制的虚拟同步发电机(VSG)预同步离网并网切换仿真模型。通过引入LADRC控制方法,增强了VSG系统的鲁棒性,减少了并网时的冲击电流,并提高了功率跟随速度和频率波动抑制能力。文中详细介绍了传统VSG预同步并网的过程及其局限性,并展示了加入LADRC控制策略后的改进效果。仿真结果显示,LADRC控制使得VSG输出电压波形更快地与电网电压同步,从而实现了更迅速和平稳的并网。 适合人群:从事电力系统研究、电力电子技术和控制系统设计的专业人士,尤其是关注VSG和LADRC控制领域的研究人员和技术人员。 使用场景及目标:适用于需要优化VSG并网性能的研究项目和实际工程应用。主要目标是提高VSG系统的鲁棒性和稳定性,特别是在应对负载突变和电网波动的情况下。 其他说明:文中还提供了详细的仿真分析,通过对比传统VSG和加入LADRC控制后的输出变化,验证了新控制策略的有效性。未来有望进一步探索更多先进的控制算法应用于VSG系统。
2025-06-27 16:59:10 2.27MB
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风机变桨控制基于FAST与MATLAB SIMULINK联合仿真模型非线性风力发电机的 PID独立变桨和统一变桨控制下仿真模型,对于5WM非线性风机风机进行控制 链接simulink的scope出转速对比,桨距角对比,叶片挥舞力矩,轮毂处偏航力矩,俯仰力矩等载荷数据对比图,在trubsim生成的3D湍流风环境下模拟 售出不退 统一变桨反馈信号是转速,独立变桨反馈是叶根载荷 提供包含openfast与matlab simulink联合仿真的建模 NREL免费提供的5MW风机参数建模 可以提供参考文献
2025-06-23 12:45:45 1.02MB matlab
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### 非线性有限元知识点解析 #### 一、非线性有限元概述 非线性有限元方法是处理复杂工程结构问题的一种强大工具,它能够考虑材料、几何及边界条件的非线性特性。非线性问题的解决通常需要通过数值方法,如迭代法来实现。 #### 二、非线性有限元常见习题解析 根据提供的文件信息,我们将重点解析几个典型例题: ##### Exercise1:模拟一带中心圆孔的矩形板受到均布拉力作用 **问题描述:** - 材料属性:弹性模量 \( E = 30 \times 10^6 \) Pa,泊松比 \( \nu = 0.3 \),屈服强度 \( \sigma_y = 33 \times 10^3 \) Pa,切模量 \( G_t = 10^5 \) Pa。 - 几何尺寸:矩形板长宽均为 800 mm,中心圆孔半径为 50 mm。 - 载荷:上下边受均布拉力 \( q = 30 \times 10^3 \) Pa/m。 - 应力-应变关系为双线性模型,材料为各向同性硬化材料,服从关联流动法则。 - 目标:分析三种不同屈服准则下的非线性响应,包括两种使用 X 向和 Y 向屈服比率为 1.5 的 Hill 势以及一种使用标准 von Mises 屈服准则的情况。 **问题简化与建模:** - 由于问题具有对称性,可以只分析四分之一区域。 - 在边界上施加相应的对称边界条件。 **ANSYS 操作步骤简述:** 1. **启动 ANSYS:** 输入初始任务名,例如 "TensionOfAPlateWithHole"。 2. **设置计算类型:** 选择结构分析。 3. **选择单元类型:** 使用四节点平面应力单元 (Solid Quad 4-node 182)。 4. **定义材料参数:** - 定义材料属性,包括弹性模量、泊松比和切模量。 - 设置非线性材料模型,采用双线性塑性模型,并指定不同的屈服准则。 ##### Exercise2:用 ANSYS 模拟厚壁筒受内压问题 **问题描述:** - 分析厚壁筒在内部压力作用下的非线性行为。 - 关键在于正确设置材料属性和载荷条件。 **ANSYS 操作步骤简述:** 1. **启动 ANSYS:** 输入任务名称。 2. **设置计算类型:** 结构分析。 3. **选择单元类型:** 适合厚壁筒的三维实体单元。 4. **定义材料参数:** 包括弹性模量、泊松比以及非线性材料属性。 5. **建立几何模型:** 根据实际尺寸创建厚壁筒模型。 6. **施加载荷:** 设置内表面的压力载荷。 7. **施加边界条件:** 确保适当的固定条件。 ##### Exercise3:用 ANSYS 模拟圆棒拉伸出现颈缩问题 **问题描述:** - 分析圆棒在拉伸载荷作用下出现颈缩现象的机理。 - 需要考虑材料非线性和大变形的影响。 **ANSYS 操作步骤简述:** 1. **启动 ANSYS:** 输入任务名称。 2. **设置计算类型:** 结构分析。 3. **选择单元类型:** 适合拉伸分析的三维实体单元。 4. **定义材料参数:** 包括弹性模量、泊松比以及非线性材料属性。 5. **建立几何模型:** 创建圆棒模型。 6. **施加载荷:** 施加拉伸载荷。 7. **施加边界条件:** 设置适当的固定条件。 8. **后处理:** 分析应力集中区域,识别颈缩位置。 #### 三、非线性有限元常见例题总结 以上例题展示了非线性有限元分析的基本流程和技术要点,包括但不限于材料属性的定义、模型建立、载荷和边界条件的施加,以及结果的后处理。这些例题涵盖了不同类型的问题,如平面应力问题、厚壁筒的内压问题以及圆棒的拉伸问题,有助于全面理解非线性有限元方法的应用。 通过学习这些例题,不仅可以加深对非线性有限元理论的理解,还能掌握使用 ANSYS 进行实际工程问题分析的能力。此外,这些例题还涉及到不同的材料模型和屈服准则,对于理解材料非线性行为具有重要意义。
2025-06-19 14:25:46 1.74MB
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基于Tent映射的混合灰狼优化算法:结合混沌初始种群与非线性控制参数的改进策略,基于Tent映射的混合灰狼优化算法:结合混沌初始种群与非线性控制参数的改进策略,一种基于Tent映射的混合灰狼优化的改进算法_滕志军 MATLAB代码,可提供代码与lunwen。 首先,其通过 Tent 混沌映射产生初始种群,增加种群个体的多样性; 其次,采用非线性控制参数,从而提高整体收敛速度; 最后,引入粒子群算法的思想,将个体自身经历过最优值与种群最优值相结合来更新灰狼个体的位置信息,从而保留灰狼个体自身最佳位置信息。 ,核心关键词:Tent混沌映射; 灰狼优化; 混合算法; 非线性控制参数; 粒子群算法思想。,滕志军改进算法:Tent映射混合灰狼优化算法的MATLAB实现
2025-06-18 01:39:14 435KB
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深入解析VESC无感非线性磁链观测器:源码实践、参考文献指南与仿真模型全解析,《深入解析VESC无感非线性磁链观测器:源码揭秘、参考文献导航与仿真模型实践》,VESC无感非线性磁链观测器+PLL(源码+参考文献+仿真模型) ①源码:VESC的无感非线性观测器代码,并做了简单的调试,可以做到0速启动。 代码注释非常详细,快速入门 ②参考文献(英文+翻译):为VESC非线性观测器的lunwen出处 ③对应的simulinK仿真 大名鼎鼎的VESC里面的观测器。 对学习非线性观磁链测器有很大帮助 图一:为观测位置角度与真实角度波形。 1、《bldc-dev_fw_5_02》为VESC的官方源代码,里面使用了非线性观测器,但是工程很大,功能太多,很难学习,并且使用了操作系统,很难自己使用。 2、《08_ARM_PMSM_磁链观测器》为STM32F405407平台的代码,原本采用VF启动+smo方案。 在该代码框架上,我移植了VESC的无感非线性观测器代码,并做了简单的调试,基本可以0速启动,但带载能力不行,可能还需要进一步调参。 3、《本杰明位置速度观测器》为VESC非线性观测器的lunwen
2025-06-17 10:31:13 6.81MB 数据结构
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主要介绍了MATLAB中的曲线拟合方法,涵盖多项式拟合、加权最小方差拟合及非线性曲线拟合。在多项式拟合中,函数polyfit()可通过最小二乘法找到合适多项式系数,不同阶次拟合效果不同,阶次最高不超length(x)-1。加权最小方差拟合根据数据准确度赋予不同加权值,更符合拟合初衷,文中还给出其原理及求解公式,并通过实例展示拟合结果。对于非线性曲线拟合,已知输入输出向量及函数关系但未知系数向量时,可利用lsqcurvefit函数求解,同时介绍了该函数多种调用格式,最后通过具体实例阐述其应用及结果。
2025-06-15 19:44:17 2KB matlab 曲线拟合
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内容概要:本文详细探讨了直齿行星传动系统的平移-扭转耦合非线性动力学特性。首先介绍了直齿行星传动系统的结构特点及其重要性,然后建立了考虑各齿轮副之间啮合相位的非线性动力学模型。接着,通过数值模拟方法,对系统的非线性动力学行为进行了深入研究,包括相图、频谱图、分岔图和庞加莱映射的绘制与分析。最后,讨论了系统参数(如齿轮刚度、阻尼、啮合相位)对非线性动力学特性的影响,强调了合理选择参数以优化传动性能和稳定性的必要性。 适合人群:从事机械工程、动力学研究的专业人士以及相关领域的研究人员和学生。 使用场景及目标:适用于希望深入了解直齿行星传动系统非线性动力学特性的科研工作者和技术人员。目标是帮助他们掌握系统的动态响应和稳定性情况,从而优化设计和提高机械系统的性能。 其他说明:本文不仅提供了理论分析,还通过具体的数值模拟展示了系统的非线性行为,为后续的研究和应用提供了宝贵的参考资料。
2025-06-11 16:29:14 874KB 非线性动力学 参数分析
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行星齿轮系统是非线性动力学研究中的一个典型实例,它广泛应用于机械工程领域,如汽车传动系统、航空航天设备以及各种工业机械中。行星齿轮传动装置的核心结构包括太阳轮、行星轮和齿圈,其中太阳轮位于中心,行星轮围绕太阳轮转动并同时在齿圈内转动,这种设计使得行星齿轮具有较高的功率密度和传动比的灵活性。 在行星齿轮系统的非线性动力学分析中,研究人员常使用计算机程序来模拟和分析齿轮的动态行为。这些程序能够生成系统的相图、庞加莱图和分叉图等,以此来研究行星齿轮系统的稳定性和动态响应。相图可以展现系统随时间变化的状态,而庞加莱图则用于观察周期运动或准周期运动的特征,分叉图则显示系统参数变化对稳定性的影响,揭示系统从稳定到不稳定或从一种稳定状态跳变到另一种稳定状态的临界点。 行星齿轮非线性程序通过数学建模和数值计算的方法,可以为工程设计提供重要的参考依据,帮助工程师预测和避免潜在的机械故障,提高行星齿轮系统的运行效率和寿命。此外,此类程序对于教育和科研也具有重要的价值,它不仅能够帮助学生和研究者直观地理解非线性动力学理论,还能够促进更深层次的理论研究与技术创新。 在现代工程实践中,行星齿轮非线性程序的应用范围日益广泛,涵盖了动力系统分析、机械故障诊断和优化设计等多个方面。例如,在汽车工业中,行星齿轮非线性程序可以帮助工程师设计更平顺、更高效的自动变速箱;在航空领域,这类程序对于提高涡轮机和发动机性能同样具有重要意义。 行星齿轮非线性程序不仅是一个有力的工具,用于工程设计和故障分析,它还能够推动非线性动力学理论与方法的发展,为现代机械工程领域的进步做出贡献。
2025-06-11 15:58:15 270KB scss
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内容概要:本文介绍了Pensim仿真软件及其在青霉素发酵过程中的应用,重点探讨了非线性过程故障检测的方法和技术。文中详细描述了Pensim软件的安装步骤、使用方法,并提供了两个Excel文件,分别记录了正常工况和故障1(底物流加速度以10%幅度阶跃降低)下300小时的发酵数据。通过Matlab代码展示了如何读取和分析这些数据,同时附带两篇相关论文,深入探讨了青霉素发酵过程数据集的研究成果。 适合人群:从事生物制药、化工领域的研究人员和技术人员,尤其是对发酵过程和故障检测感兴趣的从业者。 使用场景及目标:适用于需要进行青霉素发酵过程建模、故障诊断和优化的实验室或企业。主要目标是通过仿真和数据分析,提升对非线性故障的理解,改进生产工艺,确保产品质量。 其他说明:Pensim软件不仅可以生成不同类型的故障数据,还可以帮助用户深入了解工业过程中的复杂动态行为。提供的Matlab代码和论文资料有助于进一步开展相关研究和实际应用。
2025-06-07 22:55:06 2.41MB
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