一种解耦并联机构动力学分析与混沌现象辨识

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1、硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目一种解耦并联机构动力学分析与混沌现象辨识作者姓名李明洋学科专业机械电子工程指导教师侯雨雷副教授2015年5月中图分类号：TP242.2学校代码：10216UDC：621密级：公开工学硕士学位论文一种解耦并联机构动力学分析与混沌现象辨识硕士研究生：李明洋导师：侯雨雷副教授申请学位：工学硕士学科专业：机械电子工程所在单位：机械工程学院答辩日期：2015年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationinMechanicalandElectronicEngineeringDYNAMIC

2、SANALYSISANDCHAOSIDENTIFICATIONOFONEDECOUPLEDPARALLELMECHANISMbyLiMingyangSupervisor:AssociateProfessorHouYuleiYanshanUniversityMay,2015燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《一种解耦并联机构动力学分析与混沌现象辨识》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个

3、人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《一种解耦并联机构动力学分析与混沌现象辨识》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。

4、本学位论文属于不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要摘要相比一般并联机构，解耦并联机构除具有其通常特点之外，还兼具控制与轨迹规划容易实现、运动精度更高、各向同性良好等优点。作为确定性系统中出现的不可预测的、类似随机性的运动，混沌普遍存在于非线性动力学系统中。随着混沌理论的不断发展和日益成熟，将解耦并联机构和混沌理论有机结合，有助于更加全面的分析解耦并联机构非线性动力学，进而为解耦并联机构动力学层面上的应用提供理论指导和依据。本文即针对一种含间隙完全解耦并联机构，分析其动力学并开展混沌现象辨识研究

5、，主要研究内容如下：建立机构的数学模型是从理论上研究机构混沌运动的首要条件。本文首先对理想状态的PU-RCRR-CRRR完全解耦并联机构进行运动学分析，而后根据第二类拉格朗日方程和“接触-分离”二状态模型建立含间隙机构的动力学模型，即机构的动力学微分方程。结合Matlab软件求解出含间隙并联机构运动学微分方程的数值解，并据此绘制出含间隙转动副的相轨迹图、Poincare映射图，初步定性判断机构混沌运动情况，而后再次根据方程的数值解求解机构的最大Lyapunov指数，定量地分析机构的混沌运动，并分析参数的改变对机构混沌运动的影响。最后，在Adam

6、s动力学仿真软件中建立了含间隙PU-RCRR-CRRR完全解耦并联机构动力学仿真模型，分析其运动学特性，并将仿真数据导出用以求取最大Lyapunov指数，从而对前述理论分析所得混沌运动状态予以验证。关键词：解耦并联机构；混沌；动力学；间隙；Poincare映射；最大Lyapunov指数I燕山大学工学硕士学位论文AbstractDistinguishedfromgenerallyparallelmechanisms,thedecoupledparallelmechanisms(DPMs)presentmorespecialcharacterist

7、icssuchaseasiertocontrol,easiertoacquiretrajectoryplanning,higherkinematicaccuracy,possessingpreferableisotropyetc.Chaosmotions(orothermotionslikethis)usuallyappearindeterministicsystemandnormallypossessunpredictabilityandrandomness,whichgenerallyalsoexitsinnonlineardynamics

8、ystem.WiththecontinuingdevelopmentoftheChaostheory,whichalsobecomesmorematu