本文關(guān)鍵詞：平面欠驅(qū)動五桿機構(gòu)混沌運動的實驗研究

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【摘要】：欠驅(qū)動機構(gòu)是指機構(gòu)中驅(qū)動構(gòu)件數(shù)少于機構(gòu)自由度數(shù)的一類機構(gòu)。有研究表明,欠驅(qū)動機構(gòu)的運動常常存在混沌現(xiàn)象,并且,混沌運動的出現(xiàn)與機構(gòu)的輸入運動轉(zhuǎn)速之間有一定的關(guān)系。但是,此結(jié)論目前并沒有得到實驗的驗證。因此,開展欠驅(qū)動機構(gòu)的實驗研究具有一定的理論和實際應(yīng)用意義。 由于混沌運動對初始值非常敏感,而實驗中又存在著大量的影響實驗結(jié)果的因素,這也就使得欠驅(qū)動機構(gòu)混沌運動的實驗研究具有一些特殊性,開展實驗的研究變得非常必要。然而,關(guān)于目前對欠驅(qū)動機構(gòu)混沌運動的實驗方法研究的報道并不多見。 針對這一現(xiàn)狀,本文以欠驅(qū)動平而五桿機構(gòu)為研究對象,對欠驅(qū)動機構(gòu)的實驗系統(tǒng)的建立、影響因素的排除、實驗數(shù)據(jù)的采集和處理等問題進行了系統(tǒng)的研究。 本學(xué)位論文主要工作和研究成果如下： 在對平面五桿機構(gòu)動力學(xué)分析和設(shè)計實驗臺的軟硬件進行了深入研究的基礎(chǔ)上,針對欠驅(qū)動機構(gòu)的混沌運動問題,利用平面連桿機構(gòu)動力學(xué)分析和設(shè)計實驗臺組建了實驗系統(tǒng),配置了TwinCAT System Manager、編制了數(shù)據(jù)處理PLC程序,設(shè)計了實驗的操作流程。 對實驗中可能出現(xiàn)的影響實驗結(jié)果的因素進行了分析,并提出了相應(yīng)的處理措施。為避免實驗臺的振動和桿件變形的影響,本文將實驗輸入轉(zhuǎn)速限制在小于50r/min范圍內(nèi)；通過試驗,排除了機構(gòu)運動副間隙對實驗結(jié)果造成影響的可能性。本文提出了將中值濾波與高斯濾波結(jié)合在一起的實驗數(shù)據(jù)混合濾波方法,以降低數(shù)據(jù)中的噪聲水平。 應(yīng)用本文建立的實驗系統(tǒng)和提出的方法,對輸入轉(zhuǎn)速小于50r/min范圍內(nèi)的欠驅(qū)動平面五桿機構(gòu)的運動情況進行了研究。研究表明,當輸入轉(zhuǎn)速低于9.15r/min時,欠驅(qū)動五桿機構(gòu)的運動為周期性運動；當輸入轉(zhuǎn)速高于15.44r/min時,機構(gòu)運動為混沌運動；而當輸入轉(zhuǎn)速介于9.15r/min和15.44r/min之間時,機構(gòu)的運動狀態(tài)為周期性運動和混沌運動的交替呈現(xiàn),機構(gòu)處于混沌運動的邊緣。 本文還利用SimMechanics對欠驅(qū)動平面五桿機構(gòu)進行了仿真研究,并將得到的結(jié)果與實驗研究結(jié)果進行了對比。對比結(jié)果表明,實驗和仿真所得到的關(guān)十機構(gòu)運動狀態(tài)的結(jié)論基本吻合,說明本文所建立的實驗系統(tǒng)和提出的方法是有效的,同時,本文的研究為欠驅(qū)動平面五桿機構(gòu)的仿真模型的建立、深入開展對該機構(gòu)運動的研究奠定了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：欠驅(qū)動機構(gòu) 混沌 實驗
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TH112
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-12
• 第1章 緒論12-17
• 1.1 研究的背景和意義12-13
• 1.2 研究的現(xiàn)狀13-15
• 1.2.1 混沌現(xiàn)象及其研究方法13-14
• 1.2.2 混沌現(xiàn)象的實驗研究14-15
• 1.3 本學(xué)位論文主要研究內(nèi)容15-17
• 第2章 機構(gòu)動力分析實驗臺及機構(gòu)混沌實驗系統(tǒng)的組建17-36
• 2.1 引言17
• 2.2 平面連桿機構(gòu)動力學(xué)分析和設(shè)計實驗臺簡介17-25
• 2.2.1 實驗臺的主體機構(gòu)17-19
• 2.2.2 實驗臺的硬件系統(tǒng)19-22
• 2.2.3 實驗臺的軟件系統(tǒng)22-25
• 2.3 欠驅(qū)動平面五桿機構(gòu)實驗系統(tǒng)的組建25-32
• 2.3.1 欠驅(qū)動平面五桿機構(gòu)實驗系統(tǒng)總成26
• 2.3.2 TWINCAT SYSTEM MANAGER的配置26-29
• 2.3.3 用于數(shù)據(jù)采集的TwINCAT PLC程序29-31
• 2.3.4 I/O通道的建立31-32
• 2.4 實驗操作流程設(shè)計32-34
• 2.5 本章小結(jié)34-36
• 第3章 實驗影響因素的分析與處理36-46
• 3.1 引言36
• 3.2 實驗臺的振動及桿件的形變對實驗的影響36-37
• 3.3 運動副間隙對實驗的影響37-41
• 3.4 實驗數(shù)據(jù)的噪聲分析及濾波41-45
• 3.4.1 常見的噪聲種類及數(shù)學(xué)模型41-42
• 3.4.2 實驗數(shù)據(jù)中的噪聲分析42-43
• 3.4.3 實驗數(shù)據(jù)的濾波方法43-45
• 3.5 本章小結(jié)45-46
• 第4章 欠驅(qū)動平面五桿機構(gòu)運動的實驗及結(jié)果46-62
• 4.1 引言46
• 4.2 欠驅(qū)動平面五桿機構(gòu)混沌運動實驗及機構(gòu)運動狀態(tài)分析46-52
• 4.3 欠驅(qū)動平面五桿機構(gòu)混沌運動的實驗及結(jié)果分析52-61
• 4.3.1 實驗的設(shè)計52-53
• 4.3.2 欠驅(qū)動五桿機構(gòu)的實驗結(jié)果及分析53-61
• 4.4 本章小結(jié)61-62
• 第5章 欠驅(qū)動平面五桿機構(gòu)的動力學(xué)仿真62-71
• 5.1 引言62
• 5.2 仿真軟件SIMMECHANICS簡介62-63
• 5.3 欠驅(qū)動平面五桿機構(gòu)的SIMMECHANICS建模63-66
• 5.4 機構(gòu)運動仿真及其與實驗研究結(jié)果的對比66-70
• 5.5 本章小結(jié)70-71
• 總結(jié)與展望71-72
• 致謝72-73
• 參考文獻73-77
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文及科研成果77

【參考文獻】

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本文編號：555266