【概要描述】 运想重工：折叠式高空功课车柔性臂建模 www.6300.net 2014-09-15中国工程机械信息网

折叠式高空功课车臂架是高空功课车的起落机械活动部门，由臂架、关节和结尾工作台组成，是一系列毗连在一路的开链臂杆，对臂架系统建模便是对这些开链臂杆推导数学模子，终究目标是为节制策略的研究供给动力学根本。

柔性机械臂建模普遍地利用牛顿-欧拉法、雷茨睁开法、拉格朗日和假定模态法、凯恩方程法等来推导柔性臂的动力学方程，K.HLOW等操纵拉格朗日方程获得非线性受限柔性机械臂的活动方程;Huston等采取Kane方程法成立了柔性多体学模子。而折叠式高空功课车臂属在柔性功课臂，其柔性多体动力学模子也是基在这几类方式成立的。

对高空功课车柔性模子的建模研究最先在布局较折叠式简单的伸缩式高空功课车，QinghuiYuan等将伸缩式高空功课车视为一个未知模子，并未对其成立数学模子，而是按照臂长和旋角成立了功课平台位置模子，按照液压缸驱动杆位移，操纵三角函数关系成立关节旋角模子，终究经由过程传感器检测旌旗灯号，反馈节制液压缸驱动杆位移和臂长来节制功课平台位置;对柔性臂的建模利用了悬臂梁理论，仅计较了静态的柔性变形，并经由过程静态变形抵偿器来节制旋角以节制功课平台到达期望位置。因为只成立了各节制量的传递关系，未成立现实系统的数学模子，这对以后的节制器设计和调试加年夜了难度。

王富亮、经迎龙半数叠式高空功课车建模的研究时，将功课臂视为刚性构件，将功课平台视为一个有阻尼摆臂柔性系统,他们操纵D-H法成立各臂杆坐标传递关系，并求得各功课臂上某一点的位移、速度，进而求得各功课臂的动能和势能，终究操纵拉格朗日方程法成立折叠式高空功课臂杆模子，该模子因为斟酌了转台的动弹，为一个三维模子。别的，王富亮在文中还成立了柔性地基模子，斟酌了柔性地基对高空功课车动态不变性的影响。文中基在刚性假定的建模方式未斟酌功课臂柔性变形对功课平台的振动和定位的影响;将驱动输入等效与履行器的驱动力矩相对应的动弹力矩，并未斟酌液压缸驱动与功课臂现实位置的非线性影响，这两点对现实系统建模是很主要的。

折叠式高空功课车臂架建模时，斟酌了臂杆柔性变形的对功课臂结尾的振动和定位的影响，操纵假定模态法暗示了功课臂的弹性变形，并斟酌了液压缸的柔性对系统的影响。因为文中建模仅斟酌了上、下臂，并将工作平台凝结在上功课臂结尾，斟酌到转台程度标的目的的动弹对功课臂弹性变形影响不年夜，未成立转台的动弹模子，是以该模子为一个平面二维模子;因为未成立摆臂系统，是以文中未斟酌功课臂活动对摆臂受迫振动的影响，而该受迫振动相对功课臂的弹性振动幅度是不成疏忽的。

湖南运想重工在建模时，为了简化和重点爱游戏地表达柔性功课臂活动对摆臂和工作台的影响，未成立液压缸对功课臂繁琐复杂的非线性输入;在处置工作平台模子时，因为功课平台是考阻尼油缸进行调平的，所以这里把功课平台看做一个带阻尼的单摆系统;在处置各功课臂关节磨擦力时，因为关节磨擦力系数跟一个跟角度和角速度成复杂关系，难以建模，而且其相对惯性力、向心力和重力矩来讲很是小，是以可疏忽磨擦力矩，疏忽项对模子建模影响不年夜。因为拉格朗日方程法的简单，和假定模态法能完全暗示柔性构件的动态特征，湖南运想重工连系拉格朗日和假定模态法，推导折叠式高空功课车的柔性多体动力学方程。

柔性多系统统的动力学方程长短线性、强耦合方程，今朝只能操纵计较数值仿真求解该类型方程。因为柔性多系统统中有慢变份量和快变份量，会造成数值求解进程中呈现“刚性方程”问题，别的传统算法每步计较的舍入误差和截断误差，和这些误差在今后计较中的传布，城市对算法的精度和不变性带来影响，是以国表里良多研究人员在追求一种对计较步长活络度不高，计较精度高且不变性强的计较方式上做了良多研究工作，研究出多种合适在求解刚性方程问题计较方式，例如隐式Runge-Kutta法、Gear法、MEBDF法等，此中隐式Runge-Kutta法作为MATLAB的ode15s求解器的计较方式，已获得普遍利用。

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• 作者：博鱼
• 来源：集团新闻
• 发布时间：2024-08-11
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