白龙
- 作品数：10 被引量：20H指数：3
- 供职机构：北京信息科技大学机电工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金北京市自然科学基金北京市教委科技计划面上项目更多>>
- 相关领域：理学自动化与计算机技术矿业工程机械工程更多>>
- 基于球摆模型的离散变分积分子算法研究被引量：4
- 2013年
- 在动力学系统长时间的仿真计算中,力学系统固有的结构将影响到计算精度及稳定性.离散变分积分子能够保持力学系统的能量,动量及辛结构的守恒.结合离散变分原理,通过对系统的拉格朗日函数进行离散化以及求变分和积分的过程,可以得到力学系统的离散变分积分子算法.该算法是一种递归算法,给定初始条件便可得到系统的动力学参数的时间历程.使用该原理可以构造具有完整约束的拉格朗日系统的辛-动量积分子方法.与连续算法相比,离散变分积分子算法能够直接在离散拉格朗日函数的基础上得到姿态与角速度的递推公式,而不需要复杂的迭代计算.本文研究是基于第一类拉格朗日函数的离散变分积分子算法.球摆模型是一个具有完整约束的拉格朗日系统.仿真结果表明,系统的能量值在长时间的仿真中得到保持,且计算的精度与步长的数量级呈现二次方的关系,系统角速度和姿态的仿真结果都符合球摆的运动规律.
- 白龙戈新生
- 关键词：拉格朗日函数能量守恒
- 曲柄摇杆四足机器人实验教学平台设计被引量：1
- 2023年
- 为适应新工科人才培养的要求,针对机械类专业课程实践教学环节教学方法陈旧等问题,基于曲柄摇杆机构设计了一款四足机器人实验教学平台,用于机械原理、机械设计等主干课程的实践创新教学环节。该四足机器人的结构设计方案源于哺乳动物运动过程,分析了其运动方式及不同腿部结构对于运动过程的影响,确定机器人机构运动方案;以D-H矩阵变换为数学工具,建立了机器人运动学模型;考虑实验平台应满足较高的经济性和互换性要求,最大程度采用了标准件的数量。对机器人进行了虚拟仿真分析,完成直线与奔跑两种状态的步态规划,实现了四足机器人的整体协调运动,验证了设计的合理性。实践表明,该教学平台的成功设计,丰富了机械类核心课程实践教学内容,对于提高学生的动手实践能力和思维创新能力有着显著的效果。
- 商德勇樊虎白龙
- 关键词：曲柄摇杆四足机器人实验教学平台
- 足式机器人腿部零动力元机构设计及运动学分析
- 2022年
- 为降低足式机器人腿部质量,提高机器人动力学特性,同时避免电机的频繁往复运转,基于4杆机构的运动传递原理,设计了一种足式机器人腿部机构,将大腿小腿的驱动电机布置于机器人腹部,实现了腿部零动力单元化。基于D-H法,推导了腿部机构的运动学模型,利用Matlab进行了运动学数值求解,通过与ADAMS虚拟样机仿真结果的对比,验证了理论推导的正确性。基于运动学模型,通过计算对比分析4杆机构各构件不同杆长条件下,腿部关节的运动学响应关系,并对足端轨迹进行了对比分析,确定了腿部机构杆长的最佳尺寸。研究表明:将曲柄摇杆机构应用于足式机器人腿部机构的驱动,可充分发挥4杆机构的运动优势,同时避免急回特性对构件运动产生的不利影响,从而提高机器人的行走效率,为后续实验样机的设计与搭建提供了参考。
- 白龙刘佳伟
- 关键词：运动学分析数值仿真
- 基于EEMD-KPCA和KL散度的垮落煤岩识别被引量：9
- 2020年
- 综放开采中关键工艺放煤自动化的实现,可以使放煤工人远离工作面,远程控制顶煤的放落,从而保障放煤工人的健康问题。而顶煤放落过程中垮落煤岩的实时有效识别是放煤自动化的理论基础。针对垮落煤岩识别的实时性和综放开采的效率问题,基于综放开采现场采集的垮落煤岩冲击液压支架后尾梁的振动信号,提出了一种基于EEMD-KPCA和KL(Kullback-Leibler)散度的垮落煤岩识别方法。该方法首先对振动信号进行集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)得到一组固有模态分量(Intrinsic Mode Functions,IMFs),分别计算各个IMF的能量,峭度和样本熵,构造表征垮落煤岩的特征向量;然后利用核主成分分析(Kernel Principal Component Analysis,KPCA)对特征向量进行降维,分别以各个IMF能量、IMF峭度、IMF样本熵构成的向量的KPCA低维特征来表征垮落煤岩;最后计算"未知样本"不同特征向量与垮落煤岩两类样本与之对应的特征向量的KL散度值,通过比较KL散度值来实现垮落煤岩的实时识别,并比较表征垮落煤岩不同特征向量的特征提取耗时和识别有效性。然后利用BP神经网络验证基于EEMD-KPCA的特征向量的有效性。实验结果表明:基于EEMD-KPCA和KL散度的识别方法可以实现垮落煤岩的实时识别,且大大降低了传统垮落煤岩识别方法对综放开采效率的影响;由EEMD分解后的各个IMF的能量和峭度构成的向量的KPCA低维特征最有效。
- 李一鸣白龙蒋周翔高宏高宏黄小龙刘相权
- 关键词：综放开采KPCAKL散度
- EBH300A型掘进机虚拟样机及截齿运动仿真被引量：1
- 2015年
- 为实现EBH300A悬臂式掘进机截割、破岩遥控、智能记忆截割成形等功能,需要研究该掘进机在工作过程中截齿的运动学特性及规律。根据EBH300(A)悬臂式掘进机工程样机设计,利用三维设计软件Pro/E软件建立其三维实体模型及虚拟样机。应用机械系统动力学分析软件ADAMS,根据实际运动参数,对EBH300A悬臂式掘进机工作位姿其运动过程进行了仿真,得出了掘进机截割头上截齿的运动位移、速度以及加速度的时间历程。
- 黄建农白龙董志峰
- 关键词：掘进机三维建模虚拟样机截齿运动仿真
- 基于李群离散变分积分子的3D刚体摆最优控制研究
- 白龙戈新生
- 基于李群的水下航体动力学建模及最优控制被引量：3
- 2016年
- 研究了水下航体的李群建模法和高斯伪谱能量最优控制。先将水下航体简化为自由刚体,针对水下航体的大姿态转动角度存在的奇异性问题,引入李群和李代数,结合变分法和拉格朗日法,得到刚体动力学方程,将传统水动力表达式进行变换,得到基于李群的水下航体动力学方程。利用高斯伪谱法,将水下航体连续空间最优控制问题转化为非线性规划,在此基础上采用MATLAB进行求解。通过对水下航体进行能量最优控制的仿真结果的分析可知,所采用的最优控制方法较好的满足了约束条件,算法的求解精度较高,对初值的依赖性较小,所设计的计算方法可行。
- 白龙董志峰戈新生
- 关键词：变分法伪谱法
- 基于Lie群的刚体动力学建模及数值计算方法研究被引量：1
- 2015年
- 基于Lie群和Lie代数之间的指数映射等价关系,推导了基于Lie群的自由刚体连续动力学方程.结合离散变分原理,推导了其Lie群离散变分积分子.通过证明可知连续和离散动力学系统都具有动量守恒性.对连续动力学方程进行同维化处理,使其变为常规非线性方程组的形式,利用Runge-Kutta法进行求解;基于Runge-Kutta基本理论,推导了直接用于Lie群的Runge-Kutta法,从而使Runge-Kutta法可用于求解变维非线性方程组;通过Lie代数变换,利用Kelly变换和Newton迭代对Lie群离散变分积分子进行求解.仿真对比结果表明,3种算法下的计算结果高度吻合,且能高精度地保持系统的结构守恒和动量守恒性.
- 白龙董志峰戈新生
- 关键词：LIE群LIE代数RUNGE-KUTTA法
- 基于李群离散变分积分子3D摆姿态动力学研究被引量：1
- 2013年
- 主要研究了作为地球静止轨道卫星简化模型的3D刚体摆的离散变分积分子求解方法。基于常微分方程的连续求解方法无法保持总能量的计算值在长时间仿真中守恒,导致计算的失真;而离散方法不存在误差积累的问题,故系统的能量能在长时间仿真中守恒,从而保证系统动力学参数的计算值在长时间的仿真中保持稳定。基于李群的离散变分积分子不需要添加约束条件便可保证系统几何结构的守恒,且有较高的计算效率。仿真结果表明:在李群离散变分积分子算法下,处于地球静止轨道上的3D刚体摆的能量,动量及几何结构的计算值都可保持恒定。
- 白龙戈新生
- 关键词：能量守恒动量守恒
- 物流无人机起降平台天窗开合装置设计被引量：1
- 2022年
- 针对物流无人机起降平台需要在大风条件下进行作业的问题,设计了一种起降平台的天窗开合装置,该装置能够防风防雨并为物流无人机起降平台内部结构提供保护。建立了天窗开合装置的三维模型,并利用Matlab软件进行运动学分析,验证了设计的可行性;分析了机构受力情况,并用SolidWorks对虚拟样机进行了动力学分析,选择合适的电动推杆作为驱动;对模型进行简化并对天窗机构进行了流固耦合有限元分析,验证了天窗开合装置在大风天气下的抗风能力;进一步仿真模拟了在风载荷作用下的天窗开合运动过程,校核了其在大风条件下的工作能力。优化后的天窗开合装置能够在静态条件下承受7级大风,并能够在5级大风下正常工作。
- 周思源张志强白龙
- 关键词：无人机
