拉格朗日法

摘要： 针对柔性关节机械臂结构特点,运用拉格朗日、平行轴定理以及惯性张量旋转变换方法完成了机械臂基础建模;利用建模软件,在SolidWorks上构建了机械手臂三维建模,运用仿真模拟软件对6自由度的机械手臂进行模拟,获取了各关节的动力学特征曲线,并进行了数据分析;最后,仿真分析末端负载质量对关节转角的影响。研究表明:因为关节柔性的存在,驱动力矩在启动阶段发生波动,其中肩肘关节驱动力矩数值和波动程度较大,而大的末端负载会引起更大的转角误差。

摘要： 为了在现有基础上提高机械臂轨迹跟踪控制的精度,采用自适应模糊反演控制算法对六自由度机械臂UR5进行轨迹跟踪控制算法研究。用拉格朗日法对UR5机械臂进行动力学建模以避免系统的不确定因素影响。由于UR5机械臂满足Pieper准则,故对其进行模型简化,减少运算量,并用拉格朗日法对前两个自由度进行动力学方程推导,该算法在角位移和角速度跟踪方面都表现出了很好的性能。

摘要： 为验证肢腿履带足机构肢腿系统的结构强度,以单肢腿系统为研究对象,基于拉格朗日法建立其抬起工况的动力学模型,推导了其上、下肢腿关节驱动力矩的表达式并予以验证。同时,通过对肢腿履带足机构单腿抬起工况进行动力学仿真,揭示了其支撑腿、抬起腿各铰接点所受力的时域变化规律,并对受力最大的抬起腿的强度进行了有限元模拟与实验验证。结果表明:在肢腿履带足机构单腿抬起工况下,其抬起腿上肢腿的最大应力为165.9 MPa,安全系数为3.04,下肢腿的最大应力为122.9 MPa,安全系数为2.81,均满足单腿抬起过程中的强度要求;抬起腿各铰接点处最大应力的模拟值与测试值的相对误差均在18%以内。研究结果验证了肢腿履带足机构抬腿工况动力学分析方法的正确性以及其结构的安全性和合理性,可为其他肢腿型机构的设计及应用提供参考。

摘要： 为了提高机器人控制精度,缩短设计研发周期,以自主设计的球阀螺栓拆卸工业串联机器人为研究对象,首先在CAXA实体设计软件中建立起三维模型,采用拉格朗日法对其动力学数学模型进行推导,借助MATLAB对数学模型的系数矩阵进行分析。再将该三维模型导入到ADAMS软件中进行动力学仿真,得到各关节力矩曲线,仿真结果显示各关节力矩,变化平稳,力矩变化区间符合设计要求,为实际的样机开发提供了有效的参考。

摘要： 利用目前方法对冲击载荷作用下机械传动误差进行检测时,没有对机械进行反馈调节,存在机械传动信号覆盖率低和机械传动信号漏报率高的问题。提出冲击载荷作用下机械传动误差检测方法。方法首先对冲击载荷进行分析描述,构建出冲击载荷作用下机械传动方程,分别是位置方程、速度方程及加速度方程,将建立的方程与拉格朗日法相结合,共同建立出动力学模型,并从中取得机械传动动力学表达式。基于取得的方程表达式,采用动态测量方法对机械传动进行反馈调节,并对机械传动进行动态测量,实现冲击载荷作用下机械传动误差检测方法。实验结果表明,上述方法的机械传动信号覆盖率较高,误报率较低,验证了所提方法具有有效性、精准性高。

摘要： 流固交互是计算机图形学领域中最重要研究课题之一,基于物理的流固交互的计算效率和视觉效果是关键指标,交互技术使用的表示方法是改进的主要突破口。以近些年计算机图形学领域流固交互技术中流体和固体的表示方法为主线,并对国内外研究者取得的成果进行全面的总结和讨论。首先,回顾流体运动方程和固体受力模型并结合数值方法,分析交互中物体的物理运动规律和离散化方案;其次,全面对比近年来流固交互方面的研究成果,如不同表示方法、碰撞检测、加速策略等技术特性;最后,结合现有研究现状,指出基于物理的流固交互技术研究领域面临的挑战以及其未来发展趋势。

摘要： 针对一排座皮卡的空气动力学问题,首先通过对国家政策,皮卡特性、气动研究以及存在问题的分析进行皮卡市场现状和空气动力学研究现状的阐述;然后分别建立了等比例的皮卡模型和虚拟风洞模型,利用基于拉格朗日法、无网格技术的CFD(Computational Fluid Dynamics)商用分析软件XFlow对皮卡进行空气动力学分析,包括对表面速度场、外湍流场以及粒子跟踪运动轨迹的分析。结果显示:仿真实验具有较好的分析效果,可以快速指导解决皮卡潜在的空气动力学优化问题;模型阻力系数在0.39~0.41,其中敞开式货箱对整车阻力系数的影响相对明显,前后车轮轮毂轴心处、后视镜均是生成湍流的明显区域,亦是未来进行结构优化的重点目标。

摘要： 分析机械手横纵向移动、旋转和伸缩等不同动作的动力学,利用拉格朗日法构建机械手动力学模型,以此计算热加工作业时机械手末端移动轨迹误差。考虑机械手移动惯性、重力和向心力角位移等多重因素,设计前馈控制器,将移动轨迹点作为神经网络训练集,通过多次迭代完善轨迹点数据库,利用距离加权法修正轨迹点值,通过控制机械手末端惯性问题完成机械手末端轨迹跟踪控制。仿真实验证明,所提方法路径跟踪误差小,控制稳定性好、响应快,可适用范围广。

摘要： 为了提高SCARA机器人在工业场合中的工作精度,对其动力学模型进行分析是有效途径之一.建立机器人拉格朗日动力学方程并进行线性化处理,得到一组关节力矩和待辨识参数的线性表达式.选取有限项傅里叶级数作为激励轨迹模型,并使机器人启停时关节角速度和角加速度为零,确保机器人运行平稳.再将线性表达式中观测矩阵的条件数作为优化指标,并结合MATLAB优化工具箱,获得关节最优激励轨迹系数.最后通过递推最小二乘法获得待辨识参数,并代入关节力矩表达式中,并与实际采集力矩值进行比较,确定两者变化趋势.结果表明:实验能够获得较为理想的效果,经过辨识计算所得关节力矩可用作相关领域的动力学控制.

摘要： 针对GNSS坐标时间序列中存在数据缺失的问题,提出将Prophet模型应用于GNSS坐标时间序列的插值中.设计不同的数据随机缺失比例和连续缺失长度,使用Prophet模型、拉格朗日法和三次样条法进行对比实验.结果 表明,Prophet模型在GNSS坐标时间序列中具有更高的插值精度并能够保持较好的稳定性,且对于连续缺失的数据插值有着明显的优势.

摘要： FLICE是一款正在开发的结冰计算软件.在结冰计算软件中在过冷大水滴(SLD)的结冰数值计算是其中一项重要功能.相较于小水滴,SLD在运动和撞击过程中存在变形、破碎、飞溅等动力学特性,这些特性会对水滴收集系数及冰形产生影响,其中飞溅是影响结冰数值计算结果的重要因素之一.长期以来,国内外做了大量的水滴碰撞飞溅相关试验,并且提出了相应的模型用于描述水滴飞溅现象,结冰计算软件应用这些模型后普遍提高了计算精度.本文通过数值计算的方法,对比多个飞溅模型的水收集系数、质量损失率等参数,来选择适合拉格朗日法计算水滴轨迹的飞溅模型.通过分析可知,LEWICE飞溅模型更适合用于拉格朗日法计算SLD水滴撞击特性.

摘要： 分析梁单元修正拉格朗日法的刚体检验和增量节点力计算.根据欧拉-伯努利假定,推导考虑2阶效应的截面转角表达式,得出转角不仅与横向位移导数有关,还与轴向位移导数有关.采用虚功原理,推导出符合刚体检验的几何刚度矩阵,指出几何刚度矩阵不满足刚体检验的原因是采用了转角与横向位移导数的线性假定.分析多种计算增量节点力的方法;利用同一刚度矩阵计算增量节点位移、增量节点力,得出欲求构形的节点力向量后,必须通过由已知构形到欲求构形的近似坐标变换得到欲求构形单元的轴力、剪力、弯矩和扭矩.数值计算结果表明,采用切线刚度矩阵计算增量节点力的方法是有效的,几何刚度矩阵通过刚体检验与否对计算结果无明显影响.

摘要： 由直升机旋翼、尾桨、动力传动系统和发动机组成的扭振系统统称为传动链.如何使直升机传动链扭振固有频率避开旋翼、尾桨的交变扭矩激励,是直升机型号研制的关键项目.本文依据某型直升机传动链各子系统在扭振中的工作状态,采用拉格朗日法,建立了它的传动链扭振数学模型,并成功应用于其型号研制工作中.

摘要： 为研究绝缘子覆冰过程动力学特性，基于拉格朗日法，通过求解复合绝缘子和空气动力型绝缘子外部气流的三维RANS (Reynolds Averaged Navier Stokes) 控制方程和离散水滴控制方程，得到两种绝缘子外部的连续相流场和水滴运动轨迹；通过人工覆冰增长试验，对数值计算结果进行了验证。研究结果表明：典型雨凇覆冰气象条件下，复合绝缘子迎风面和背风面的流场区别很大，背风侧流速极低，绕流和漩涡回流现象不明显；复合绝缘子覆冰主要存在于迎风面，背风面覆冰极少且无冰棱存在；空气动力型绝缘子背风侧流场流速仍较高，且漩涡回流现象明显，来流能很好地绕过钢帽到达绝缘子背风侧；空气动力型绝缘子迎风侧和背风侧的覆冰形态和增长差异不大；冰棱的出现进一步阻挡了来流并使流场湍动幅度增大。大风速下(>15m/s)，绝缘子迎风面将形成冰柱面，绝缘子结构型式对覆冰形态影响减小。

摘要： 对发动机进气系统、曲轴箱通风系统中的气固、气液分离问题进行了研究,运用数值模拟方法分析了系统内部的流场分布.采用拉格朗日方法对颗粒进行了追踪,预测了进气系统灰尘的预分离效率.结合壁面模型,对油滴的碰撞特性进行了分析,预测曲轴箱通风系统中的油滴分离效率.结果表明,拉格朗日方法获得的分离效率与实验结果吻合较好.

摘要： 对发动机进气系统、曲轴箱通风系统中的气固、气液分离问题进行了研究,运用数值模拟方法分析了系统内部的流场分布.采用拉格朗日方法对颗粒进行了追踪,预测了进气系统灰尘的预分离效率.结合壁面模型,对油滴的碰撞特性进行了分析,预测曲轴箱通风系统中的油滴分离效率.结果表明,拉格朗日方法获得的分离效率与实验结果吻合较好.

摘要： 对发动机进气系统、曲轴箱通风系统中的气固、气液分离问题进行了研究,运用数值模拟方法分析了系统内部的流场分布.采用拉格朗日方法对颗粒进行了追踪,预测了进气系统灰尘的预分离效率.结合壁面模型,对油滴的碰撞特性进行了分析,预测曲轴箱通风系统中的油滴分离效率.结果表明,拉格朗日方法获得的分离效率与实验结果吻合较好.

摘要： 对发动机进气系统、曲轴箱通风系统中的气固、气液分离问题进行了研究,运用数值模拟方法分析了系统内部的流场分布.采用拉格朗日方法对颗粒进行了追踪,预测了进气系统灰尘的预分离效率.结合壁面模型,对油滴的碰撞特性进行了分析,预测曲轴箱通风系统中的油滴分离效率.结果表明,拉格朗日方法获得的分离效率与实验结果吻合较好.

摘要： 对发动机进气系统、曲轴箱通风系统中的气固、气液分离问题进行了研究,运用数值模拟方法分析了系统内部的流场分布.采用拉格朗日方法对颗粒进行了追踪,预测了进气系统灰尘的预分离效率.结合壁面模型,对油滴的碰撞特性进行了分析,预测曲轴箱通风系统中的油滴分离效率.结果表明,拉格朗日方法获得的分离效率与实验结果吻合较好.

摘要： 环形炉膛的结构设计可以在理论上有效地解决大型循环流化床中二次风穿透不足的问题,其内、外环壁面的设计也为更多的受热面布置提供了较为充足的空间,是一个具有明显优势的全新的炉型结构,目前尚无相关研究报道和应用先例.本文基于大型循环流化床环形炉膛冷态实验台,采用CPFD方法对环形炉膛内气固流动进行数值模拟.模拟得到的炉膛压降分布和返料流率与实验结果吻合较好,数值模拟结果可用于研究环形炉膛内气固流动特性.在此基础上分析了炉膛内气固流动特性以及炉膛出口气固流动不均匀性,研究结果为环形炉膛的设计优化提供理论支持.

摘要： 本发明为一种基于光流法和拉格朗日卫星云图外推的短时临近天气的预报方法，包括：结合自动站资料及多通道卫星云图数据，剥离数据读取和算法分析；计算站点位置卫星云图数值，随机森林训练并保存模型；计算输出虚拟站点降水量，创建站点数组；输入站点数组，通过信任传播算法，校正站点降水量；输入上一步的站点数组，通过梯度校正算法，进一步校正站点降水量；通过光流法计算风场；通过拉格朗日外推插值法，外推站点降水，生成未来2小时，10分钟间隔预报降水量；进行TS评分。本发明基于气象卫星做短时临近天气预报，气象卫星可以不间断运行，可持续获取数据，直接通过官网或自己安装接收设备获取数据。

摘要： 本发明是一种基于拉格朗日松弛法、正割法和差分演化法的发电机组组合求解方法，其特点是，针对机组组合问题求解的计算方法，通过拉格朗日松弛法、正割法和差分演化法三种结合算法，优化系统的经济。在三种结合算法中，采用拉格朗日松弛法解决发电机组组合的问题，但其所得解并不一定是全局的最优解，采用差分演化法对拉格朗日乘子尽心修正，最后在经济调度的阶段，采用正割法求解经济调度问题。运用该算法分别对3发电机组系统及10发电机组系统进行12h、24h优化仿真，分析比较各个算法的对系统经济性的影响。结果表明该算法能够为发电机组组合问题的求解提供有效的方法，具有科学合理，适用性强，效果佳等优点。

摘要： 本发明涉及电力系统技术领域，公开了一种应用拉格朗日插值法补偿单相并网逆变器延时的方法，其电路结构为单相并网逆变器，选用滤波器为LCL型滤波器，在简化系统方程基础上，设计基于能量方程的并网逆变器机侧电流回路控制器，计及数字控制系统延时，获取保证系统稳定的LCL滤波器谐振角频率，加上拉格朗日插值法，设计系统延时补偿器，形成应用拉格朗日插值法补偿单相并网逆变器延时的控制器。该种方法实质为电流环前向通道提供了一个相位超前环节，补偿了延时带来的相位滞后，从而避免‑180°相位穿越点位于谐振角频率处，提高了系统鲁棒性，减少因信号延时产生的误差，抑制并网逆变器因LCL滤波器产生的谐振现象。

摘要： 本发明公开了一种基于拉格朗日插值法的数据库水印方法，分割二进制水印信息并以此作为多项式系数来确定有限域上的多项式，嵌入数据库中的是该多项式上的点集。根据数据库的属性名对属性进行排序、根据密钥和数据库中元组的主键对元组分组；同一分组内的元组嵌入相同的点；然后可发布共享数据库，从发布的数据库中提取水印用于保护版权和验证数据完整性。本发明基于拉格朗日插值法，在强删除攻击下仍可正确提取水印，对删除攻击有很高的鲁棒性。

摘要： 本发明属于图形三维显示技术领域，具体涉及一种基于拉格朗日插值法的卫星姿态夹角三维显示方法。本发明利用拉格朗日插值公式，计算卫星姿态转换过程中三维空间弧段上点的坐标，用于绘制姿态转换的夹角，通过本发明可以快速绘制卫星姿态转换形成的夹角圆弧，该方法可应用于在三维显示中，已知一个特定的卫星姿态转换矢量，显示其形成的姿态夹角等需求。与现有技术相比较，本发明采用一种基于拉格朗日插值法的三维卫星姿态夹角显示方法，通过计算姿态转换矢量形成的夹角弧段上点的三维坐标，用于拟合夹角弧段，该方法相比空间坐标转换法和数学参数方程法计算量较小，适合于卫星仿真环境中实时显示卫星姿态图。

摘要： 本发明属于图形三维显示技术领域，具体涉及一种基于拉格朗日插值法的卫星姿态夹角三维显示系统。本发明利用拉格朗日插值公式，计算卫星姿态转换过程中三维空间弧段上点的坐标，用于绘制姿态转换的夹角，通过本发明可以快速绘制卫星姿态转换形成的夹角圆弧，该方法可应用于在三维显示中，已知一个特定的卫星姿态转换矢量，显示其形成的姿态夹角等需求。与现有技术相比较，本发明采用一种基于拉格朗日插值法的三维卫星姿态夹角显示系统，通过计算姿态转换矢量形成的夹角弧段上点的三维坐标，用于拟合夹角弧段，该方法相比空间坐标转换法和数学参数方程法计算量较小，适合于卫星仿真环境中实时显示卫星姿态图。

摘要： 本发明公开了一种基于拉格朗日无网格粒子法的水力瞬变模拟方法，包括：建立水力瞬变基本微分方程，根据待模拟的输水工程实例确定计算域、采集初始参数并确定边界条件；在计算域内布置计算粒子，在边界处布置虚拟粒子；基于光滑粒子法，采用核近似法对函数进行逐步插值积分，得到核函数与核函数导数；采用粒子近似法，得到核函数的粒子离散方程和核函数导数的粒子离散方程，进而求解其动量方程和连续性质量方程；基于核函数导数的粒子离散方程，通过欧拉时间积分法，进行下一时步的计算。本发明可对输水管道系统中水力瞬变进行准确的数值模拟，且引入人工粘度来抑制虚假的数值振荡，有助于规避工程风险，保护水力系统安全。

摘要： 本发明为一种基于光流法和拉格朗日卫星云图外推的短时临近天气的预报方法，包括：结合自动站资料及多通道卫星云图数据，剥离数据读取和算法分析；计算站点位置卫星云图数值，随机森林训练并保存模型；计算输出虚拟站点降水量，创建站点数组；输入站点数组，通过信任传播算法，校正站点降水量；输入上一步的站点数组，通过梯度校正算法，进一步校正站点降水量；通过光流法计算风场；通过拉格朗日外推插值法，外推站点降水，生成未来2小时，10分钟间隔预报降水量；进行TS评分。本发明基于气象卫星做短时临近天气预报，气象卫星可以不间断运行，可持续获取数据，直接通过官网或自己安装接收设备获取数据。

摘要： 本发明提供一种基于拉格朗日法的钉螺随漂浮物迁移轨迹计算方法，包括：步骤一、选取研究区域，并采用无结构三角网格划分计算区域；步骤二、给定初始条件及参数取值；步骤三、分别计算钉螺在ti时刻至ti‑1时刻的Δt时段内因扩散、对流、风致漂移而产生的空间位置变化的列向量；步骤四、根据步骤三的计算结果及钉螺在t＝ti‑1时刻空间位置的列向量得到钉螺在ti时刻空间位置；步骤五、根据钉螺在ti时刻空间位置节点干湿判断是否结束计算。本发明可实现对钉螺随漂浮物迁移路径的精确模拟，揭示钉螺在宏观尺度上的迁移规律，为钉螺扩散及血吸虫病的防控提供重要理论依据和数据支撑。

摘要： 本发明公开了一种基于增广拉格朗日法的LEO卫星计算资源分配方法及系统，所述方法包括根据用户计算资源的需求总量构建分配矩阵；通过分配矩阵，将资源池中部分计算资源平均分配给每个用户，资源池包括LEO卫星系统内所有卫星的计算资源；根据需求总量构建拉格朗日函数，通过拉格朗日乘子计算最优解，并根据最优解将所述资源池剩余计算资源分配给用户。本发明通过将各卫星的计算设备组合成资源池，集中式为用户分配计算资源，提高了分配效率；将预分配和动态分配相结合，在预分配中为所有用户预分配部分计算资源；在动态分配中基于增广拉格朗日法为每个用户动态分配计算资源，从而科学有效地进行计算资源的分配，满足了业务需求。