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并联式六维加速度传感器的哈密顿动力学研究
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TH825[机械工程—仪器科学与技术;机械工程—精密仪器及机械]
  • 作者机构:[1]南京航空航天大学机电学院,南京210016, [2]南京航空航天大学江苏省精密与细微制造技术重点实验室,南京210016
  • 相关基金:国家自然科学基金(51175263); 江苏省普通高校研究生科研创新计划(CXLX11-0176); 江苏省高校优势学科建设工程资助项目
中文摘要:

针对六维加速度传感器在解耦难度与结构复杂度之间存在矛盾的现状,通过Legende变换,并用四元数来描述旋转运动,建立并联式六维加速度传感器的哈密顿约束正则方程。依据四元数的性质,在相空间内推导出系统哈密顿变量之间隐含的正交关系式,并据此给出一种求解微分代数方程的显式递推算法。通过构建系统内的固有约束关系并求解相容线性方程组的最小范数解,对动力学方程的计算误差进行修正。通过仿真和试验对系统的动力学模型及其算法进行验证,结果相一致,且计算效率较高。研究表明:应用相空间内的哈密顿动力学理论,可以实现并联式六维加速度传感器这类多体系统在一般工作环境下的动力学解耦。

英文摘要:

According to the present situation of six-axis accelerometer that difficulty of decoupling and complexity of configuration are contrary, constrained Hamilton canonical equations of parallel type six-axis aecelerometer are derived by transforming of Legende and using quatemions to describe wheel. According to the character of quaternions, implicit orthogonality between Hamiltonian variables of the system is derived in phase-space, and then a new explicit recursive algorithm to solve differential algebraic equations is put forward. Calculating errors of dynamic equations can be modified by constructing inherent constraint relations of the system and solving minimum norm solution of consistent linear equations. Simulation and experiment are done to validate the dynamic model and the solution algorithm, and the results with high efficiency are accordant. The results show that according to the theory of Hamiltonian dynamics in phase-space, dynamics of parallel type six-axis accelerometer and the similar multi-body systems can be decoupled in the general work environment.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603