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基于空间算子代数理论计算多体系统动力学建模 被引量：24
1
作者 方喜峰 吴洪涛 +2 位作者 刘云平 陆宇平 汪通悦 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期228-234,共7页
为了提高计算多体系统动力学正、反向动力学建模效率,应用空间算子代数理论,在通用计算机符号演算软件Mathematica6.0的环境下,对计算多体系统正、反向动力学进行设计与实现。广义质量是联系旋量力和旋量加速度的的重要参量,据此可形成... 为了提高计算多体系统动力学正、反向动力学建模效率,应用空间算子代数理论,在通用计算机符号演算软件Mathematica6.0的环境下,对计算多体系统正、反向动力学进行设计与实现。广义质量是联系旋量力和旋量加速度的的重要参量,据此可形成正、反向动力学高效递推算法,用空间算子代数理论求出广义质量、正、反向动力学具有形式简洁、物理意义明确、编程效率高和直观等特征。运用VB.NET编程软件实现与Mathematica6.0软件无缝集成,对计算多体系统动力学仿真及正、反向动力学进行参数化分析与计算,给出编程实施过程及建模IDEFO方法。根据分析结果,对PUMA560机器人典型多体系统进行正、反向动力学建模,并与结果进行对比,通过算例验证结果的正确性和有效性。 展开更多
关键词 空间算子代数 正、反向动力学 广义质量 多体系统 建模
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基于空间算子代数理论多体系统动力学雅可比矩阵设计与实现 被引量：7
2
作者 方喜峰 吴洪涛 +2 位作者 陆宇平 刘云平 邵兵 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期1429-1433,共5页
应用空间算子代数理论,在通用计算机符号演算软件Mathematic5.2的环境下,对多体系统动力学雅可比矩阵进行设计与实现,主要用于速度和静力的高效递推算法,用空间算子代数理论求出雅可比矩阵简洁形式,具有编程效率高、直观等特征。运用VB.... 应用空间算子代数理论,在通用计算机符号演算软件Mathematic5.2的环境下,对多体系统动力学雅可比矩阵进行设计与实现,主要用于速度和静力的高效递推算法,用空间算子代数理论求出雅可比矩阵简洁形式,具有编程效率高、直观等特征。运用VB.NET编程软件实现与Mathematic5.2软件无缝集成,对多体系统动力学仿真及雅可比进行参数化分析与计算,给出了实施过程。根据分析结果,对Stanford机器人进行了雅可比设计,并与结果进行了对比,通过算例验证了结果的正确性和有效性。 展开更多
关键词 空间算子代数 雅可比矩阵 多体系统动力学 Stanford机器人
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广义质量的空间算子代数描述 被引量：7
3
作者 熊启家 吴洪涛 +3 位作者 左健民 李鹭扬 李桥梁 朱剑英 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期548-552,共5页
应用空间算子代数理论 ,研究机械多体系统广义质量的结构特点 ,研究表明广义质量可初步表示为 :M=HωMω* H* ,并进一步表示为 :M=[I+HωK]D[I+Hω K]* ,其逆矩阵可表示为 :M- 1 =[I-HK]* D- 1 [I-HK]。这种表示与牛顿第二运动定律... 应用空间算子代数理论 ,研究机械多体系统广义质量的结构特点 ,研究表明广义质量可初步表示为 :M=HωMω* H* ,并进一步表示为 :M=[I+HωK]D[I+Hω K]* ,其逆矩阵可表示为 :M- 1 =[I-HK]* D- 1 [I-HK]。这种表示与牛顿第二运动定律和欧拉定律相互对应 ,具有简洁的数学表达和明确的物理意义 ,广义质量是正、反向动力学的重要参量 ,是联系旋量力和旋量加速度的桥梁 ,其理论依据源自通过旋量整合的牛顿第二运动定律和欧拉定律 ,即 d2 β/dt2 =M- 1 T′,旋量加速度等于广义质量的逆左乘旋量力。据此可形成对旋量加速度的高效递推算法 ,并为下一时刻的 ω,H,P,D,G,K等参数的正向动力学计算作准备。 展开更多
关键词 空间算子代数 广义质量 旋量加速度 机械多体系统 机械动力学
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基于空间算子代数的星载天线机构动力学计算 被引量：7
4
作者 游斌弟 赵志刚 +1 位作者 魏承 赵阳 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期85-90,共6页
针对星载天线双轴定位机构的空间漂浮基无根树多体系统动力学实时仿真及控制系统设计的需要,应用空间算子代数(SOA)理论进行多体系统动力学建模和仿真;提出了SOA描述的动力学递推及求解算法,并面向对象思想定义多体系统数据结构,进行了... 针对星载天线双轴定位机构的空间漂浮基无根树多体系统动力学实时仿真及控制系统设计的需要,应用空间算子代数(SOA)理论进行多体系统动力学建模和仿真;提出了SOA描述的动力学递推及求解算法,并面向对象思想定义多体系统数据结构,进行了动力学计算流程设计。所提方法形式直观、便于推导、物理意义明确及达到了O(n)计算效率。通过与Simpack仿真结果进行比较,结果表明SOA的多体系统动力学算法求解速度更快、仿真结果精度更高。 展开更多
关键词 机械学 双轴定位机构 空间算子代数 多体系统动力学 递推计算
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基于空间算子代数理论多刚体系统反向动力学仿真 被引量：3
5
作者 方喜峰 陆宇平 +2 位作者 吴洪涛 刘云平 邵兵 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期102-106,共5页
应用空间算子代数理论,在通用计算机符号演算软件Mathematica5.2的环境下,对多刚体系统反向动力学进行设计与实现。广义质量是正、反向动力学及联系旋量力和旋量加速度的重要参量,据此可形成高效递推算法。用空间算子代数理论求广义质... 应用空间算子代数理论,在通用计算机符号演算软件Mathematica5.2的环境下,对多刚体系统反向动力学进行设计与实现。广义质量是正、反向动力学及联系旋量力和旋量加速度的重要参量,据此可形成高效递推算法。用空间算子代数理论求广义质量、反向动力学具有形式简洁、物理意义明确、编程效率高和直观等特征。运用VB.NET编程软件实现与Mathematica5.2软件无缝集成,对多刚体系统动力学仿真及反向动力学进行参数化分析与计算,给出了实施过程。根据分析结果,对PUMA560机器人进行了反向动力学设计,并与结果进行了对比,通过算例验证了结果的正确性和有效性。 展开更多
关键词 多刚体系统 反向动力学 广义质量 空间算子代数
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基于空间算子代数的航天器多体动力学递推实时仿真算法 被引量：9
6
作者 孟占峰 韩潮 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第B08期49-56,共8页
进一步发展了空间算子代数符号体系,给出了一组坐标系无关空间矢量,张量和矢阵符号表示和相应的坐标投影规则。基于空间算子代数符号体系,推导了适用于航天器实时仿真的无根、树状拓扑、开环多体动力学递推算法,并根据投影规则给出了递... 进一步发展了空间算子代数符号体系,给出了一组坐标系无关空间矢量,张量和矢阵符号表示和相应的坐标投影规则。基于空间算子代数符号体系,推导了适用于航天器实时仿真的无根、树状拓扑、开环多体动力学递推算法,并根据投影规则给出了递推算法在惯性坐标系的投影方程。新的空间算子代数符号体系有符号定义严格,推导过程力学概念清晰,推导结果易于实时仿真程序实现的优点。推导的递推算法非常适合于正逆混合问题和变拓扑问题的求解,可以满足多体航天器动力学实时仿真的要求。 展开更多
关键词 航天器 多体动力学 空间算子代数 递推算法 实时仿真
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基于空间算子代数的空间多体系统动力学递推计算 被引量：5
7
作者 魏承 赵阳 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期2105-2110,共6页
应用空间算子代数方法对空间多体系统进行动力学建模、分析与仿真。空间算子代数作为基于李群及旋量方法的算子理论,采用估计理论中卡尔曼滤波及平滑方法,实现了具有明确物理含义的O(n)计算效率的动力学实时递推求解算法。首先使用空间... 应用空间算子代数方法对空间多体系统进行动力学建模、分析与仿真。空间算子代数作为基于李群及旋量方法的算子理论,采用估计理论中卡尔曼滤波及平滑方法,实现了具有明确物理含义的O(n)计算效率的动力学实时递推求解算法。首先使用空间算子代数理论对多体系统动力学进行递推形式的描述、建模及分析,并通过与估计理论对比提出了质量矩阵求逆的高效递推算法,而后基于面向对象技术编制了软件,并通过漂浮基双臂机器人典型算例的求解,与商业动力学软件Simpack进行对比,验证了软件及算法的正确。结果表明,空间算子代数方法概念清晰、推导方便,计算效率及精度能够满足工程需求,可用于空间多体系统动力学实时仿真及控制系统设计。 展开更多
关键词 空间算子代数 多体系统动力学 估计理论 卡尔曼滤波 递推计算
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工业机器人雅可比的空间算子代数描述 被引量：3
8
作者 熊启家 吴洪涛 +3 位作者 左健民 李鹭扬 李桥梁 朱剑英 《华东船舶工业学院学报》 2003年第1期77-81,共5页
应用空间算子代数理论,研究工业机器人雅可比的结构特点,研究表明工业机器人雅可比可表示为3种空间算子的乘积,即:J=B Ф H ,这种表示具有简洁的数学表达和明确的物理意义,据此可形成对速度和静力的高效递推算法。
关键词 空间算子代数 工业机器人 雅可比
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基于空间算子代数理论的传递矩阵法 被引量：1
9
作者 孙宏丽 吴洪涛 +2 位作者 周毅钧 缪群华 田富洋 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2010年第9期1126-1131,共6页
采用空间算子代数理论,利用模态移位算子和柔体模态坐标将系统特性参数在铰关节空间中进行传递,实现了刚、柔耦合的高效率动力学统一递推建模过程。空间算子代数动力学递推建模过程中,系统运动学的递推是从基座向末端进行的,而广义力的... 采用空间算子代数理论,利用模态移位算子和柔体模态坐标将系统特性参数在铰关节空间中进行传递,实现了刚、柔耦合的高效率动力学统一递推建模过程。空间算子代数动力学递推建模过程中,系统运动学的递推是从基座向末端进行的,而广义力的递推是从末端体向基座进行的,运动学递推是动力学递推建模的前提,所以系统运动学特性已隐含在广义力的递推过程中。鉴于此,笔者采用传递矩阵法,通过对原有映射在关节空间内的广义速度和广义力的递推方程进行缩聚,推导出基于空间算子代数表达的链式多体系统的传递矩阵,获得一种求解柔性多体系统固有振动特性的方法,为空间算子代数应用于受控多体系统提供了新思路。 展开更多
关键词 多体动力学 空间算子代数 递推算法 传递矩阵法
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自动铺丝机器人Jacobian矩阵空间算子代数描述 被引量：1
10
作者 殷志锋 葛新锋 《西安工程大学学报》 CAS 2012年第5期633-637,共5页
应用空间算子代数理论,在mathmatica环境下对7自由度自动铺丝机器人的Jacobian矩阵进行了求解.通过对采用空间算子代数求解的自动铺丝机器人的Jacobian矩阵和采用微分法和矢量叉积方法得出的Jacobian矩阵进行对比,发现用空间算子代数理... 应用空间算子代数理论,在mathmatica环境下对7自由度自动铺丝机器人的Jacobian矩阵进行了求解.通过对采用空间算子代数求解的自动铺丝机器人的Jacobian矩阵和采用微分法和矢量叉积方法得出的Jacobian矩阵进行对比,发现用空间算子代数理论求出的机器人的Jaco-bian矩阵形式简捷和具有明确的物理意义,并且对于任意结构形式的串联机器人的空间算子代数形式的Jacobian矩阵都具有解析的表达形式.研究表明采用空间算子代数求解串联机器人的Jacobian矩阵也是一种行之有效的方法. 展开更多
关键词 铺丝机器人 空间算子代数 Jacobian矩阵
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基于空间算子代数的高效率机器人反向动力学建模方法 被引量：1
11
作者 刘云平 《南京信息工程大学学报（自然科学版）》 CAS 2011年第3期255-258,共4页
针对大规模多体系统动力学建模过程复杂及计算效率、精度不高的难题,在空间算子代数理论的基础上,通过旋量表达的有关力学量和运动量,将包含机构拓扑关系及运动、力递推关系的移位算子直接与Newton-Euler递推动力学计算相结合,实现了广... 针对大规模多体系统动力学建模过程复杂及计算效率、精度不高的难题,在空间算子代数理论的基础上,通过旋量表达的有关力学量和运动量,将包含机构拓扑关系及运动、力递推关系的移位算子直接与Newton-Euler递推动力学计算相结合,实现了广义速度、广义加速度、广义力和广义质量沿着链正向或反向递推,避免了交叉运算和不必要的积分运算,得到了高效率、高精度的动力学建模方法.该方法形式简洁、物理意义明确,适于计算机编程和运算,具有重要的科学意义和工程应用价值,并通过算例验证了结果的正确性和有效性. 展开更多
关键词 动力学建模 递推 高效率 空间算子代数
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基于矢量波函数空间算子理论的波导系统有限元分析
12
作者 邢锋 任列辉 +2 位作者 徐诚 周斌 宋文淼 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第11期1542-1547,共6页
该文介绍了一种能够消除非物理模的波导系统的有限元分析方法,从矢量波函数空间的偏微分算子理论出发,推导出具有简洁而自洽数学形式的完备的电磁波基本方程组,将电场矢量用两个标量函数表示,并用有限元法对这两个标量函数进行数值求解... 该文介绍了一种能够消除非物理模的波导系统的有限元分析方法,从矢量波函数空间的偏微分算子理论出发,推导出具有简洁而自洽数学形式的完备的电磁波基本方程组,将电场矢量用两个标量函数表示,并用有限元法对这两个标量函数进行数值求解,从而得到了波导系统的有关参数,文中以加载膜片波导和 E面矩形波导阶梯为例说明了这一分析及计算过程。 展开更多
关键词 电磁波方程组 波导 有限元法 矢量波函数 空间算子理论 偏微分算子理论
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基于空间算子代数理论的被动步行机器人局部稳定性分析 被引量：1
13
作者 楼飞 沈巍 +1 位作者 关静 倪国林 《机械传动》 北大核心 2020年第8期124-129,共6页
为了方便实现机器人稳定控制,利用空间算子代数理论构建了该被动步行机器人稳定性分析中的庞加莱映射函数,推导了其摆动相态和碰撞相态的动力学方程。利用数值分析的方法求解映射函数的稳定不动点,分析了该被动模型的局部稳定性。结果表... 为了方便实现机器人稳定控制,利用空间算子代数理论构建了该被动步行机器人稳定性分析中的庞加莱映射函数,推导了其摆动相态和碰撞相态的动力学方程。利用数值分析的方法求解映射函数的稳定不动点,分析了该被动模型的局部稳定性。结果表明,空间算子代数理论在被动步行机器人稳定性分析中能有效快速地建立庞加莱映射函数,避免了拉格朗日力学在建模过程中求解偏导数的复杂计算;同时,局部稳定性分析中得知,该被动步行机器人只有在"稳定"不动点的时候才具备周期稳定步态,否则,会出现周期分岔现象。 展开更多
关键词 被动步行机器人 稳定不动点 局部稳定性 空间算子代数
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空间算子代数刚柔耦合系统动力学软件流程 被引量：8
14
作者 孙宏丽 吴洪涛 +1 位作者 田富洋 邵兵 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期107-111,共5页
进一步发展了空间算子代数符号体系,给出刚柔耦合的空间算子代数递推的动力学建模过程,实现了对开环链式、树状拓扑,有根或无根结构的刚体与柔体任意组合形式的多体系统动力学流程,保证了O(n)次的计算效率.利用移位算子将柔体的模态坐... 进一步发展了空间算子代数符号体系,给出刚柔耦合的空间算子代数递推的动力学建模过程,实现了对开环链式、树状拓扑,有根或无根结构的刚体与柔体任意组合形式的多体系统动力学流程,保证了O(n)次的计算效率.利用移位算子将柔体的模态坐标与运动学和动力学变量在铰关节空间进行投影传递,实现了刚体、柔体统一的动力学建模过程.利用低序体阵列与子体列阵来描述多体系统拓扑结构,得到刚柔任意组合形式的多体系统的运动学、动力学递推建模过程.开发了柔性多体系统动力学分析软件的体系结构,编制实时仿真分析程序,给出应用实例. 展开更多
关键词 柔性多体动力学 空间算子代数 递推算法 刚柔耦合 软件流程
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基于空间算子代数理论的多体系统雅可比矩阵及其逆的描述与实现 被引量：2
15
作者 谭文 唐小山 +2 位作者 罗健 张倩瑜 孙富春 《湖南科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2015年第3期68-75,共8页
雅可比矩阵及其逆在运动学和动力学方程的计算中有非常广泛的用途.使用空间算子代数理论来对雅可比矩阵及其逆的结构进行研究,形成了高效的速度和静力递推算法.随后对链式多体系统的D-H参数表达进行了进一步的研究,结合空间算子代数理... 雅可比矩阵及其逆在运动学和动力学方程的计算中有非常广泛的用途.使用空间算子代数理论来对雅可比矩阵及其逆的结构进行研究,形成了高效的速度和静力递推算法.随后对链式多体系统的D-H参数表达进行了进一步的研究,结合空间算子代数理论给出了雅可比矩阵及其逆的软件实现流程.最后,运用Matlab@符号计算库对雅可比矩阵及其逆的计算进行了实现,并通过与实际算例的对比验证了该方法的有效性. 展开更多
关键词 雅可比矩阵 空间算子代数 运动学 动力学 递推算法
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基于空间算子代数理论的多体系统逆动力学递推计算 被引量：1
16
作者 谭文 罗健 孙富春 《湖南科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2016年第3期69-75,共7页
空间算子代数理论是近几年发展起来的一种高效建模方法,应用空间算子代数方法可以对空间多体系统进行动力学建模、分析和仿真.首先通过引入6维矢量构建了单个刚体的空间矢量动力学方程,随后进一步建立了整个铰链体的逆动力学方程,并且... 空间算子代数理论是近几年发展起来的一种高效建模方法,应用空间算子代数方法可以对空间多体系统进行动力学建模、分析和仿真.首先通过引入6维矢量构建了单个刚体的空间矢量动力学方程,随后进一步建立了整个铰链体的逆动力学方程,并且通过将动力学方程投影到随动坐标系的方法进行了该逆动力学递推算法的软件实现.应用空间算子代数理论建立的逆动力学递推算法具有O（N）的计算量级.通过平面三连杆的典型算例的求解,与商业软件Recurdyn@的仿真结果进行对比,验证了算法及软件实现的正确性.仿真结果表明,通过空间算子代数理论建立的逆动力学递推算法简单、计算精度及效率均能够满足工程需求,可应用于多体系统动力学的运动控制和轨迹优化设计中. 展开更多
关键词 逆动力学算法 空间算子代数 递推计算 多体系统
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空间矩和Zernike矩亚像素边缘算子分析 被引量：7
17
作者 曲迎东 李荣德 +2 位作者 袁晓光 黄红军 李润霞 《光学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期635-638,共4页
讨论了空间矩、Zernike矩两个亚像素边缘算子的运行时间和定位精度。分析结果表明,Zernike具有更快的运行速度,当计算3个用于边缘定位的参数时,其运行时间较空间矩算子节约了50%。理论分析了空间矩和Zernike矩算子的关系,并推导出了两... 讨论了空间矩、Zernike矩两个亚像素边缘算子的运行时间和定位精度。分析结果表明,Zernike具有更快的运行速度,当计算3个用于边缘定位的参数时,其运行时间较空间矩算子节约了50%。理论分析了空间矩和Zernike矩算子的关系,并推导出了两个算子边缘距离为l的差值公式。测试结果表明,当两个算子的l都限制在中心像素内时,空间矩算子的边缘厚度多达3个像素,而Zernike矩算子的边缘厚度小于1个像素,可见Zernike矩算子的定位精度为真正的亚像素级。经比较,Zernike矩算子的运行时间和定位精度均好于空间矩算子。 展开更多
关键词 边缘检测 空间矩算子 Zemike矩算子 亚像素边缘算子
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L-Fuzzy保序算子空间的ω-分离性 被引量：30
18
作者 黄朝霞 陈水利 《数学杂志》 CSCD 北大核心 2005年第4期383-388,共6页
在L-fuzzy保序算子空间中引进了ω-分离性等概念,系统地讨论了这些概念的性质,得出它们保持了L-fuzzy拓扑空间中的Ti分离性的主要结论,进而说明ω-分离性是R. Lowen的推广.
关键词 拓扑空间 L-FUZZY保序算子空间 ω-分离性 拓扑生成 远域
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可拓扑生成的L-fuzzy保序算子空间的ω-分解定理及ω-可数性 被引量：4
19
作者 韩红霞 孟广武 +1 位作者 赵美香 张安英 《模糊系统与数学》 CSCD 北大核心 2006年第4期34-38,共5页
讨论可拓扑生成的L-fuzzy保序算子空间的若干性质,如分解定理、可数性等。
关键词 L—fuzzy保序算子空间 拓扑生成
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基于算子空间的公式发现算法研究 被引量：2
20
作者 赵新昱 陈文伟 何义 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 2000年第4期51-56,共6页
在FDD提出的人工智能技术与曲线拟合技术结合的公式发现系统的基础上 ,提出了新的基于算子空间的公式发现算法 ,并在算法研究的基础上设计实现基于算子空间的可视化公式发现系统 ,该系统通过算子空间概念的引入 ,简化了算子空间的规则 ... 在FDD提出的人工智能技术与曲线拟合技术结合的公式发现系统的基础上 ,提出了新的基于算子空间的公式发现算法 ,并在算法研究的基础上设计实现基于算子空间的可视化公式发现系统 ,该系统通过算子空间概念的引入 ,简化了算子空间的规则 ,同时引入导数规则、误差规则以及终止规则 ,丰富了知识库内容。通过以上改进 ,和BACON和FDD相比 ,公式发现的形式更广 ,复杂度更高。文章最后给出了应用实例以及公式发现的结果。 展开更多
关键词 算子空间 公式发现 规则 曲线拟合
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