张英
- 作品数：11 被引量：37H指数：3
- 供职机构：北京邮电大学自动化学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金北京市自然科学基金更多>>
- 相关领域：机械工程自动化与计算机技术更多>>
- 基于GS法球面4杆机构5精确点轨迹综合被引量：3
- 2016年
- 提出了球面4杆机构5精确点轨迹综合代数消元方法.基于球面空间转移矩阵建立了该问题的设计方程,使用Groebner基和Sylvester结式(GS法)相结合的代数方法进行求解,最终获得一元高次方程及其全部封闭解析解.通过数值实例,并使用Solidworks软件对计算结果进行仿真,结果表明该方法的正确性.该方法为进一步采用代数法对其他类型球面机构轨迹综合问题的研究提供了参考.
- 魏锋魏世民张英李学刚
- 关键词：代数法GROEBNER基
- 带预定时标平面四杆机构刚体导引综合的代数求解被引量：1
- 2018年
- 为弥补精确点法、优化法和数值图谱法等已有方法的不足,进一步提高带预定时标平面连杆机构刚体导引综合的精度与效率,提出一种基于傅氏级数的平面四杆机构刚体导引综合的代数求解方法。依据平面四杆机构连杆转角函数是周期性函数的性质,根据傅氏级数理论,建立了用傅氏级数描述的平面四杆机构连杆转角函数的数学公式,并通过离散傅立叶变换得到连杆转角函数傅氏级数展开的谐波参数,将机构连杆转角函数表示成了以输入曲柄转角为自变量的函数,进而通过分析平面运动中刚体导引标线转角函数与机构连杆转角函数之间的内在联系,得到了二者谐波参数间的函数关系。在此基础上,根据复矢量理论,建立了平面四杆机构的封闭矢量方程,将由傅氏级数表示的连杆转角函数带入机构封闭矢量方程,通过消元、化简将方程进一步转化为仅由机构基本尺寸参数、连杆转角函数谐波参数和输入曲柄转角表示的复数方程。依据复指数的性质,得到了含有机构基本尺寸参数和连杆转角函数谐波参数的表达式,根据前面分析得到连杆转角函数与刚体导引标线转角函数谐波参数间的函数关系进行变量代换,确定了刚体导引标线转角函数谐波参数与机构基本尺寸参数间的函数关系。依据这一函数关系建立了新的平面四杆机构刚体导引综合设计方程,利用配析消元法进一步将综合设计方程化简为含有机构基本尺寸参数和刚体导引标线转角函数谐波参数的一元三次方程,求解得到了方程的解析解,建立了由刚体导引标线转角函数的谐波参数直接计算机构基本尺寸的通用公式。平面四杆机构的基本尺寸确定后,应用离散傅里叶变换计算得到刚体导引位置的谐波参数,根据刚体导引位置和连杆转角函数谐波参数间的关系,推导得到了机构实际尺寸和安装位置参数的计�
- 李学刚魏世民魏世民廖启征
- 关键词：连杆机构刚体导引综合代数法
- 一般6-4台体型并联机构位置正解分析被引量：10
- 2012年
- 提出一种求解一般6-4台体型并联机构(6-4 in-parallel platform,6-4SPS)位置正解的代数消元法。将6-4SPS型机构进行构型变换,转换成2RPS-2SPS型等效机构,使用由重心坐标推导出的含有一些Cayley-Menger行列式的三边测量法公式对等效机构建模。通过矢量回路关系和变量替换将8个约束方程转换为含有5个变量的5个基本约束方程;用矢量消元法对其中4个(含有3个相同变量)约束方程进行消元,推导出一个含有其余两个变量的方程;将消元后得到的方程与余下的一个约束方程联立,构造一个10×10的Sylvester结式,获得一般6-4台体型并联机构位置正解的一元高次方程,通过分析符号形式方程组变量的次数,得出该一元高次方程的次数为32次。给出了数字实例,经反解验证所有解满足原始方程,且无增根。
- 张英廖启征魏世民
- 关键词：并联机构位置正解
- 多直线导向机构轨迹综合的代数求解被引量：1
- 2021年
- 以带有可调节杆的四杆机构为研究对象,提出了一种基于傅氏级数的多直线导向机构轨迹综合的代数求解新方法。首先,依据左侧杆组设计参数与曲线谐波参数间的函数关系,建立机构左侧杆组的综合设计方程。通过求解方程组,得到机构设计参数的部分结果。在此基础上,建立含有机构剩余设计参数与连杆曲线谐波参数的综合设计方程。利用Groebner基代数法进行消元,将综合设计方程化简为含有右侧设计参数与连杆曲线谐波参数的一元三次方程,得到剩余机构设计参数计算的通用公式。通过上述两步求解得到了机构轨迹综合的全部设计参数。最后,通过仿真程序对所得机构进行运动分析,得到满足设计要求的机构。给出了数值实例,验证了该方法的有效性和可行性。
- 张丽娟李学刚李学刚张英
- 关键词：代数法
- Stephenson-Ⅲ型平面六杆机构五精确点轨迹综合代数求解被引量：2
- 2015年
- 提出Stephenson-Ⅲ型平面六杆机构五精确点轨迹综合代数求解方法.将Stephenson-Ⅲ型平面六杆机构拆分为一个二级杆组和一个四杆机构,先对二级杆组五精确点综合,再对四杆机构进行精确点综合.采用矩阵约束法建立该问题的数学模型,使用Groebner基和Sylvester结式(GS法)相结合的代数方法进行求解,最终获得一元高次方程及其全部封闭解析解.通过数值实例,并使用Solidworks和SAM软件对计算结果进行仿真,结果表明该方法的正确性.该方法为进一步采用代数法对其他类型平面六杆机构轨迹综合问题的研究提供了参考.
- 魏锋魏世民张英廖启征
- 关键词：六杆机构代数法GROEBNER基
- 平面并联机构正运动学分析的几何建模和免消元计算被引量：15
- 2018年
- 为了解决三自由度平面并联机构的正运动学分析建模和求解时,需要建立坐标系和消元的问题,基于共形几何代数(Conformal geometric algebra, CGA)提出一种脱离坐标系的几何建模和免消元计算方法。在共形几何代数框架下通过基本几何体的相交、分离和对偶运算,表示出动平台上的两个铰链位置;根据动平台三角形面积的有向性,并经过一系列的几何代数运算和化简推导出该问题的特征多项式方程;通过半角正切变换、欧拉变换或不需要任何变换可直接获得任意构型的平面并联机构正运动学分析的一元高次方程。特征多项式方程的推导脱离了坐标系,不需要经过消元,且不需要任何前提条件。数字实例求解表明提出的方法对于特殊构型和一般构型的平面并联机构都是适用的,验证了算法的正确性,结果表明算法数值鲁棒性好,为平面并联机构运动学求解理论提供了一种新思路。
- 张英魏世民李端玲廖启征
- 关键词：平面并联机构正运动学共形几何代数
- 二自由度六杆机构轨迹综合的代数求解
- 2023年
- 提出了一种基于傅氏级数的二自由度六杆机构轨迹综合的代数求解新方法。通过将二自由度六杆机构拆分为左侧三杆组和右侧二杆组两部分,对轨迹综合设计变量进行解耦。分析得到机构设计参数与连杆曲线谐波参数间的关系,并依据这一关系建立左侧三杆组的轨迹综合设计方程,通过方程求解得到机构左侧三杆组的设计参数。同理,建立右侧二杆组的轨迹综合设计方程,利用Groebner基代数法消元,将综合设计方程化简为含有机构设计参数和曲线谐波参数的一元四次方程,求解得到了右侧二杆组设计参数的计算通用公式。通过仿真程序对综合所得机构进行运动分析,检验其是否存在曲柄,有无分支、顺序问题,并依据综合误差,最终得到了满足设计要求的机构。给出了数值实例,验证了该方法的有效性和可行性。
- 李学刚李学刚冯立艳张英
- 关键词：代数法
- 一种改进的SMD图像亚像素边缘检测算法研究
- 2023年
- 为了满足对表面贴装器件(surface mounted devices,SMD)器件边缘高精度的定位要求,提出了一种改进的SMD图像亚像素边缘检测算法。首先,对SMD图像进行双边滤波和二值化处理;其次,采用引入信息熵加权系数的多类型多尺度的结构元素对预处理后的SMD图像进行形态学运算,获得像素级图像边缘;最后,在像素级图像边缘的基础上,采用一种改进模板系数和边缘判断条件的Zernike矩边缘模型对SMD图像重新定位,确定亚像素边缘坐标,实现SMD图像边缘检测。实验结果表明,该算法与Zernike矩和改进Sobel-Zernike矩算法相比,亚像素坐标与真实坐标误差更小且仅为0.4940 pixels,运行时间分别减少了54.671%和19.407%。
- 孙瑞彤谷玉海张英
- 关键词：双边滤波ZERNIKE矩亚像素边缘检测
- 平面五杆机构计时轨迹综合的代数求解被引量：8
- 2017年
- 提出了一种基于傅氏级数的平面五杆机构计时轨迹综合的代数求解新方法.通过将平面五杆机构拆分为左右2个二杆组,对轨迹综合设计变量进行了解耦.在此基础上,分析得到机构尺寸与连杆曲线谐波参数间的函数关系,并依据这一关系建立了不同传动比条件下平面五杆机构轨迹综合设计方程,通过析配消元法进一步将方程化简为一元四次方程,求解得到了平面五杆机构轨迹综合设计参数计算的通用公式.利用该公式分别计算得到左右2个二杆组的设计参数,进而得到完整机构设计参数.给出了2个数值实例,验证了该方法的有效性和可行性.
- 李学刚魏世民廖启征张英
- 关键词：五杆机构代数法
- 基于CGA的7自由度冗余机械臂逆运动学臂型角参数化方法
- 2023年
- 基于共形几何代数(Conformal geometric algebra,CGA),提出了一种求解SRS(S:球副,R:转动副)7自由度机械臂逆运动分析的臂型角参数化法。首先,根据臂型角参数化,在共形几何代数框架下,使用点、线、面、球和点对等基本几何体的相交、分离和对偶等运算,得到机械臂5个关节点的位置;接着,通过构造过关节点的直线与平面,使用构造的直线间或构造的平面间的内积,得出机械臂7个关节转角的余弦表达,从而获得了机械臂逆运动学分析的所有16组解析解;最后,以Kinova Jaco27自由度机械臂为数值实例求解,并通过SolidWorks仿真验证了所提方法的正确性。结果表明提出的方法具有几何直观性强和计算简明的特点,为其他7自由度机械臂的逆运动学求解提供了一种新思路。
- 张英冯征征李剑魏世民廖启征
- 关键词：逆运动学分析共形几何代数
