基于粒子群寻优理论的六自由度运动平台位姿解算方法研究

被引量 : 0次 | 上传用户:lovinglixia
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
转向架作为轨道车辆最重要的部件之一,良好的性能可以提高列车的运行品质和行车安全。随着轨道车辆运行速度的不断提高,高性能的列车对转向架的要求也越来越高,目前国内外研究的重点问题主要是提高转向架的承载能力以及车辆高速运行时的稳定性。由于转向架的结构对车辆的动力学性能有重要影响,所以在研发新型转向架的过程中需要在转向架参数测定试验台上测定其相关参数。该试验台是一个可以模拟六个自由度运动的平台机构,而平台的位姿解算是实现对平台控制的前提。因此,开发六自由度运动平台的位姿解算系统对转向架动态测试试验台的开发具有重要的现实意义。本文在广泛阅读国内外相关文献的基础上,系统介绍了六自由度平台位姿解算研究的背景和意义;提出了运用粒子群智能算法求解六自由度运动平台位姿正解的计算方法;重点研究了粒子群智能算法(PSO)的优化原理和应用;建立了基于PSO的高速列车转向架参数测定试验台位姿正解的通用模型,并对该模型进行解算与验证。具体研究内容及所取得的研究成果如下:(1)阐述了六自由度运动平台位姿解算方法的研究背景与意义,介绍了国内外转向架参数测试技术及六自由度平台位姿解算的研究现状。同时对粒子群智能算法的优化原理进行了深入研究,介绍了粒子群算法的起源、速度和位置更新公式以及算法的基本流程,并比较了两种不同版本粒子群算法的异同,另外还对粒子群算法的改进方法及其应用进行了研究。(2)介绍了转向架参数试验台的功能与结构,分析了坐标变换的数学基础,阐述了用齐次变换矩阵表示坐标变换的方法。分别建立了静坐标系、体坐标系以及各平台局部坐标系,并给出了各坐标系之间的函数关系。(3)对高速列车转向架参数测定试验台位姿正解的通用模型进行了研究。根据齐次坐标变换分别建立了三个六自由度平台的运动参考点与局部坐标系原点重合与不重合两种不同情况的基于PSO的位姿正解数学模型。其中,可以把运动参考点与局部坐标系原点重合看成是不重合的特殊情况,从而运动参考点与局部坐标系原点不重合的位姿正解模型即为高速列车转向架参数测定试验台位姿解算的通用模型。(4)对三个六自由度运动平台的单个自由度、多个自由度位姿分别进行了解算与验证。首先基于PSO工具箱及MATLAB软件编写了m文件用于六自由度运动平台的位姿正解求解计算,以获得平台的位姿参数。然后在Simulink仿真环境下建立了六自由度平台的位姿反解仿真模型,并进行了仿真计算和验证。最后将计算结果与实测值进行对比,结果表明计算误差在允许范围之内,满足精度控制要求,进而验证了所建六自由度平台位姿正解数学模型及PSO智能优化算法的正确性。
其他文献
本文在德国功能派翻译理论的指导下,结合作者在2013年课堂口译的实践经历,分析了译者主体性在课堂口译背景下受到的限制,并探究了译者如何有效地发挥自身主体性,以协助教学顺利推
制造能力是制造业竞争力最为直接的决定因素。但长期以来,无论是制造业发展战略的研究,还是研发战略的理论分析框架,制造能力的研究与开发一直未受到应有的重视。明确制造能力研
高校扩招于利可为数百万人提供高等教育的机会,促进我国高等教育的普及,于弊则会引发高等教育质量良莠不齐的现象。为贯彻《纲要》的要求、全面提高高等教育质量、建设人力资源强国,明确学业成就相关影响因素的因果关系、提升学生的能力与学业成就势在必行。本研究基于统计分析软件SPSS 20.0和AMOS 20.0对780名数学学院学生进行问卷调查,通过人口学特征分析和结构方程模型拟合及修正,以探究在不同学业成就
历史是一门综合性很强的学科,上至天文,下至地理,包罗古今中外的政治、经济、军事、文化、科学、技术等,可以这样说,历史知识是一切社会科学知识的基础,没有历史的社会科学是
近年来,随着大型企业集团的不断深入发展,企业集团的财务管理工作愈发复杂、难度加大,财务数据的质量和效率亟待提高,财务人员的素质相对较低、财务管理系统不统一等问题越发
现代教育技术在传统教育活动中的地位和作用日益突出。本文运用文献资料法和逻辑分析法 ,从现代教育技术的发展与特征入手 ,分析了现代教育技术对体育教学的影响。通过分析发
氧化铝陶瓷因其稳定的机械性能和高温鲁棒性得到了广泛的应用。文章以LC谐振电路为技术背景,提出了一种基于氧化铝陶瓷的电容式高温压力传感器,并通过厚膜集成工艺技术将一个定
目的:探讨银屑病性关节炎患者治疗过程中的护理体会。方法:通过严密观察病情及皮肤变化,有针对性的心理护理、皮肤护理、饮食指导及关节功能锻炼等措施的落实,使得患者病情好
一、保留童真$$(一)把握特点$$童话,顾名思义是儿童的语言。儿童是稚嫩天真的,好奇爱问,喜探乐动,他们看世界的眼光跟成人迥异——万事万物全是生命体。话是语言,写给儿童看的语言注
报纸
目的观察小鼠足细胞中细胞核因子κB(NF-κB)受体活化因子(RANK)及其配基(RANKL)在高糖刺激下的表达,并探讨非诺贝特的肾脏保护作用机制。方法以条件永生化小鼠足细胞为研究