空間并聯(lián)機構(gòu)的彈性動力學(xué)分析與混沌現(xiàn)象辨識.pdf

1、相比串聯(lián)機構(gòu)，并聯(lián)機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)緊湊、剛度高、承載能力強、累積誤差小、速度快、精度高，系統(tǒng)慣性小、動態(tài)響應(yīng)靈敏、各向同性好等優(yōu)點?，F(xiàn)代并聯(lián)機構(gòu)正朝著高速、輕型、精密等方向發(fā)展，使得構(gòu)成并聯(lián)機構(gòu)的輕質(zhì)桿件容易發(fā)生彈性變形，引起彈性振動，影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。并聯(lián)機構(gòu)彈性動力學(xué)系統(tǒng)本質(zhì)是一個非線性系統(tǒng)，存在復(fù)雜非線性動力學(xué)特性，因此研究并聯(lián)機構(gòu)非線性彈性動力學(xué)行為具有重要的理論和應(yīng)用價值。本文以實驗室自主研發(fā)的4-UPS/UPU空間并聯(lián)機構(gòu)為研究

2、對象，對其進行非線性彈性動力學(xué)建模、動力學(xué)響應(yīng)分析和混沌現(xiàn)象辨識，論文主要的研究內(nèi)容如下：
　　首先將4-UPS/UPU空間并聯(lián)機構(gòu)的伸縮桿劃分若干單元，根據(jù) KED方法計算單元的速度和加速度，求出單元的動能和勢能；利用Lagrange方程建立單元的非線性彈性動力學(xué)方程；由支鏈的彈性動力學(xué)方程，根據(jù)機構(gòu)運動學(xué)和動力學(xué)約束條件，得到系統(tǒng)的非線性彈性動力學(xué)方程。
　　基于建立的空間并聯(lián)機構(gòu)彈性動力學(xué)方程，分析了4-UPS/UPU

3、并聯(lián)機構(gòu)的動力學(xué)響應(yīng)。利用數(shù)值仿真軟件求解并聯(lián)機構(gòu)系統(tǒng)的彈性動力學(xué)方程，并得到系統(tǒng)的X方向、Y方向、Z方向和合方向上的運動學(xué)誤差，及其伸縮桿等效應(yīng)力和系統(tǒng)頻率隨時間的變化規(guī)律。
　　最后，根據(jù)混沌理論，介紹了混沌運動基本特征和混沌現(xiàn)象辨識方法；從定性和定量兩個方面，借助相圖、Poincare映射圖和最大Lyapunov指數(shù)，分析了并聯(lián)機構(gòu)系統(tǒng)的混沌現(xiàn)象，伸縮桿材料、伸縮桿直徑、動平臺質(zhì)量和動平臺鉸鏈分布半徑等機構(gòu)參數(shù)對系統(tǒng)混沌運動