国家自然科学基金(50775012)
- 作品数：13 被引量：79H指数：5
- 相关作者：廖启征魏世民黄昔光陆震王品更多>>
- 相关机构：北京邮电大学北京航空航天大学鲁东大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：机械工程自动化与计算机技术金属学及工艺更多>>
- 基于倍四元数和Groebner基的6R机械手的位置反解被引量：1
- 2009年
- 提出了一般6R机械手的位置反解的新算法,该算法是把齐次变换矩阵转以倍四元数形式表示,建立了倍四元数形式的串联6R机械手运动学方程,再通过线性消元和两次应用分次字典序Groebner基消去5个变元,得到一个一元16次方程。此方法没有增根,是一种对空间任意尺寸6R机械手进行建模和求解的新算法。其中求解Groebner基采用了计算机代数系统进行有理数运算,目前的求解速度尚不是很高,需进一步改进。
- 倪振松廖启征魏世民李瑞华乔曙光
- 关键词：GROEBNER基逆运动学分析
- 独轮车机器人的动力学建模与非线性控制被引量：24
- 2009年
- 为了实现对于独轮车机器人非线性系统的姿态控制。以独轮车机器人车体的俯仰角度、横滚角度和航向角度作为广义坐标,基于拉格朗日定理提出了一种独轮车机器人的非线性动力学模型。并使用MIMO仿射非线性系统描述了该动力学模型。基于MIMO仿射非线性系统的精确线性化理论设计了独轮车机器人的控制算法,实现了对于输入的解耦。基于该动力学模型和控制算法搭建了仿真系统,仿真结果验证了动力学模型的正确性和反馈线性化控制算法的有效性。
- 郭磊廖启征魏世民崔建伟
- 关键词：动力学模型精确线性化
- 机构运动学建模的倍四元数法(邀请论文)被引量：4
- 2015年
- 像对偶四元数一样,倍四元数可以用来进行空间机构的运动学建模.该方法在最近十几年已经有了一些应用,具有计算速度快、鲁棒性强等特点,适用于某些特定的应用条件.目前,国际期刊上对其介绍的论文大多推导过程烦琐,需要不少专业的数学知识.基于矩阵运算,把齐次坐标变换矩阵分解为旋转和平移2部分,然后分别转换为哈密顿算符,从而完成了从矩阵到倍四元数的运动学建模,其转换过程是有误差的,但是这种误差是可控的,并且其乘法的运算次数比齐次坐标变换矩阵方法要少.最后,用算例对该方法进行了验证,该方法便于一般工程人员理解.
- 廖啟征
- 关键词：齐次坐标哈密顿算符
- Stewart平台机器人位置正解被引量：2
- 2009年
- 为获得Stewart平台机器人位置正解的全部封闭解,使用分次字典序Groebner基和Sylves-ter结式相结合的代数方法进行研究。使用旋转矩阵建立机器人位置正解封闭数学模型;利用计算代数中的分次字典序Groebner基算法,计算封闭数学模型的分次字典序Groebner基,从获得的41个基中选取10个基,构造10阶Sylvester结式,从而推导出该机器人的一元二十次输入输出方程。从理论上阐明了存在多个不同的结式可以获得该机器人的位置正解,使用同伦连续法对同一个数字算例进行计算验证,两种方法得到结果一致。结果表明,该算法避免了复杂数学公式推导,构造的结式尺寸较小,方便计算机程序实现。
- 黄昔光廖启征魏世民
- 关键词：并联机构位置正解封闭解
- 倍四元数及其在串联机构运动分析中的应用被引量：8
- 2008年
- 首次引入倍四元数完成了一种串联机构逆运动学封闭解分析。基于对偶四元数与倍四元数之间的转换关系给出了倍四元数形式的坐标系之间相对位姿变换表达式,并在此基础上建立了倍四元数形式的串联机构运动学方程,进而得到逆解运动学封闭解析解。最后,以一种串联机构逆运动学分析为例进行求解验证。结果分析表明,方法过程简洁,求解效率高。
- 乔曙光廖启征黄昔光
- 关键词：逆运动学分析
- 空间6R串联机器人机构位置逆解新算法被引量：11
- 2010年
- 将倍四元数的复指数形式应用于串联机构位置逆解分析中,提出了空间6R(R代表转动副)串联机构位置逆解新算法.基于倍四元数建立了空间6R串联机构位置逆解的数学模型;然后,使用线性消元和Dixon结式消元法,得到了6×6的结式;由于采用未知转角的复指数形式,不需要提取任何公因式,可直接获得该机构位置逆解的一元16次输入输出方程和全部16组封闭解.最后通过数字实例证明了该方法无增根无漏根.算例表明算法简洁,易于程序实现,为串联机构位置逆解分析提供了新的理论基础.
- 黄昔光廖启征
- 关键词：位置逆解
- 基于对偶四元数的1P5R串联机械手的位置反解被引量：1
- 2009年
- 本文介绍了对偶四元数的理论及其在串联机构中的建模方法,对空间PRRRRR机械手的位置反解进行了分析,通过对获得的四个位置约束方程构造Dixon结式,得到一个6×6的行列式等于零的矩阵,导出了一元16次方程,并使用数值算例验证了其全部根。此方法简洁明了,易于程序实现,为空间1P5R机械手的应用提供了新的理论基础。
- 杨勇廖启征魏世民倪振松
- 关键词：位置反解
- 连杆机构运动学几何代数求解综述被引量：21
- 2010年
- 介绍了连杆机构研究中涉及几何学的一些问题,包括平面、空间连杆机构;串联、并联机构的建模与求解;机构运动分析与综合等.在建模和求解方面,主要介绍了目前对上述问题进行研究的一些新方法以及利用计算机对这些问题进行处理时出现的问题和应采取的措施.
- 廖启征
- 关键词：连杆机构几何代数
- 基于Groebner-Sylvester法的一般6-6型台体并联机构位置正解被引量：9
- 2008年
- 为获得一般6-6型台体并联机构位置正解的解析解,使用分次字典序Groebner-Sylvester法的代数方法对该问题进行了研究.利用计算代数系统计算该机构位置封闭方程的分次字典序Groebner基,从得出的65个基中选取18个基,构造18阶Sylvester结式.通过分析符号形式方程组的变量次数,得出位置正解的一元高次方程的次数为40且该机构位置正解最多有40组解的结论,其结果与前人的完全一致,但结式的尺寸却小得多.研究结果表明,该计算方法简洁,求解速度快,并从理论上阐明了存在多个不同的结式可以获得该机构的位置正解.最后,从给出的数字实例中,验证了所有解均满足原始方程且无增根,从而为并联机构位置正解的研究提供了一种有效算法.
- 黄昔光廖启征魏世民庄育锋徐强
- 关键词：并联机构位置正解
- 非平面9杆巴氏桁架的位移分析
- 2008年
- 将Dixon结式与Sylvester结式结合完成了一种非平面9杆巴氏桁架的位移分析.首先使用矢量法和复数法建立4个几何约束方程式;再使用Dixon结式法对3个方程式构造一个含有2个变元的6×6 Dixon矩阵,提取其中2行元素的公因式,将新矩阵的行列式展开后得到二元高次多项式方程,该方程与余下一个方程使用Sylvester结式消去一变元,得到一元高次方程.Sylvester结式消元过程中,消元次序不同,所得一元高次方程的次数也不同,导致了增根的产生;分析了增根产生的原因后提出了改进措施,最终得到一元50次方程.回代过程中,使用辗转相除法和高斯消去法可以直接快速地求出其他3个变元.最后给出了这种巴氏桁架的解析解,并且通过数字算例验证了这种巴氏桁架的解析解数目是50.
- 王品廖启征陆震
- 关键词：辗转相除法
