PL
 |
EN
Preferencje help
Polish version English version Język
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 42

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
1
Content available A case study of inverse dynamics control of manipulators with passive joints
Blajer W., Kołodziejczyk K.
Journal of Theoretical and Applied Mechanics
|
2014
|
Vol. 52 nr 3
793--801
EN
Manipulators with both active and passive joints are examples of underactuated systems, featured by less control inputs than degrees of freedom. Due to the underactuation, in the trajectory tracking (servo-constraint) problem, the feed-forward control obtained from an inverse model is influenced by internal dynamics of the system, leading to a more involved control design than in the fully actuated case. It is demonstrated that a convenient approach to the problem solution is to formulate the underactuated system dynamics in the input-output normal form, with the arising governing equations formulated either as ODEs (ordinary differential equations) or DAEs (differential-algebraic equations). The interrelationship between the inverse dynamics control and the associated internal dynamics is then studied and illustrated using a planar manipulator with two active and one passive joint. Some simulation results for the sample case study are reported.
2
Wyznaczanie sił mięśniowych i reakcji w stawach kończyny dolnej podczas naskoku i odbicia
Drapała K., Dziewiecki K., Mazur Z., Blajer W.
Modelowanie Inżynierskie
|
2012
|
T. 13, nr 44
49-56
PL
W artykule opisano metodę wyznaczania -poprzez rozwiązanie zadania symulacji dynamicznej odwrotnej -sił mięśniowych i reakcji w stawach kończyny dolnej podczas naskoku i odbicia z jednej nogi. Kończynę wydzielono z ciała człowieka i zamodelowano jako płaski łańcuch kinematyczny zaczepiony w stawie biodrowym, sterowany za pomocą dziewięciu sił mięśniowych. Danymi wejściowymi dla symulacji są charakterystyki kinematyczne ruchu (pomierzone metodami fotogrametrycznymi) oraz, w fazie kontaktu z podłożem, reakcje od podłoża na stopę (zmierzone na platformie dynamometrycznej). Przedstawiono zarówno najistotniejsze elementy zbudowanego modelu obliczeniowego jak i wybrane wyniki symulacji dynamicznej odwrotnej analizowanego skoku.
EN
The paper developes an effective method for the determination of muscle forces and joint reaction forces in the lower limb, developed as the inverse dynamics simulation during one-leg jump composed as a sequence of a short flight phase (hurdle from one leg to another), one-leg contact phase with the ground (landing and take-off), and another flight phase (ballistic flight after the take-off). The main steps of the developed formulation are shortly presented, and selected simulation results of the sample movement are reported.
3
Wyznaczanie sił mięśniowych i obciążeń w stawach kończyn dolnych podczas trójskoku
Mazur Z., Dziewiecki K., Blajer W.
Modelowanie Inżynierskie
|
2012
|
T. 14, nr 45
99--107
PL
Trójskok polega na wykonywaniu trzech kolejnych skoków: skoku (odbicie i lądowanie na tę samą kończynę dolną), kroku (lądowanie na kończynę przeciwną) oraz zeskoku (lądowanie obunóż na piasku). Jest to konkurencja lekkoatletyczna, w której zawodnik poddawany jest bardzo dużym obciążeniom w stawach, szczególnie w czasie kontaktu zawodnika z bieżnią. Prezentowany jest model symulacyjny dla analizy dynamicznej odwrotnej trójskoku, pozwalający na szacowanie obciążeń wewnętrznych w kończynach dolnych skaczącego (sił mięśniowych i reakcji w stawach) oraz reakcji od podłoża. Rozważania są zilustrowane wybranymi wynikami symulacji numerycznej.
EN
The triple jump is a demanding athletics event divided into the hop, step, and jump phases, and during each of the landings/take-offs a jumper must tolerate extremely high impact/impulsive forces. The developed (planar) model of the jumper is valid for all the movement phases. Its actuation involves muscle forces in the lower limbs, and the resultant muscle torques in the joints. The dynamic equations are derived in a compact form, and a discussion is provided on computational aspects related to the inverse dynamics analysis, focused on effective assessment of muscle forces and joint reaction forces in the lower limbs and external reactions during the contact phases. Some numerical results of the inverse dynamics simulation are reported.
4
Badania własności sprężystych wyczynowej odskoczni gimnastycznej
Mazur Z., Dziewiecki K., Drapała K., Blajer W.
Modelowanie Inżynierskie
|
2012
|
T. 12, nr 43
161-168
PL
W pracy omówiono wyniki eksperymentalnych badań własności sprężystych wyczynowej odskoczni gimnastycznej "Ergotop 8" firmy SPIETH Gymnastics, uzyskane poprzez pomiary statyczne z wykorzystaniem maszyny wytrzymałościowej. Uwzględniano zmianę miejsca i kąta przyłożenia siły nacisku, a także różne liczby i kombinacje sprężyn.
EN
The purpose of this paper was to provide some experimental data of elastic behavior of high performance springboard "Egrotop 8" produced by SPIETH Gymnastics. The springboard behavior was analyzed by means of static measurements performed on a universal testing machinę. The compressive force was applied in three different points along the springboard symmetry line, including the nominal point, and was deviated from vertical up to 30 Different numbers and combinations of the springboard were also considered.
5
Content available remote From orthogonal to tangential control of underactuated mechanical systems in partly specified motion - a case study illustration
Blajer W., Seifried R.
International Journal of Applied Mechanics and Engineering
|
2012
|
Vol. 17, no. 3
689-706
EN
Underactuated mechanical systems have fewer control inputs than degrees of freedom. Their performance goal may be realization of specified in time outputs, treated as servo-constraints on the system, whose number is equal to the number of inputs. The solution to the inverse simulation problem (servo-constraint problem), that is the determination of an input control strategy that forces an underactuated system to complete the partly specified motion, is a challenging task. This is because mechanical systems may be "underactuated" in several ways and, as opposed to the passive constraint reactions which are orthogonal to the constraint manifold, the control forces may be arbitrary oriented with respect to the servo-constraint manifold. The diversity of servo-constraint problems is discussed using a simple spring-mass system mounted on a carriage, and is related to multiple issues: formulations in generalized coordinates and output-involved coordinates, orthogonal or tangential realization of servo-constraints, the arising ODE/DAE forms of the governing equations, and existence of the uncontrolled internal dynamics. Some computational issues are finally reported, with relevant simulation results for the sample case example.
6
Content available Assessment of Muscle Forces and Joint Reaction in Lower Limbs During the Take-Off from the Springboard
Dziewiecki K., Mazur Z., Blajer W.
Acta Mechanica et Automatica
|
2012
|
Vol. 6, no. 4
11-14
EN
Computer simulation methods, based on the biomechanical models of human body and its motion apparatus, are commonly used for the assessment of muscle forces, joint reactions, and some external loads on the human body during its various activities. In this paper a planar musculoskeletal model of human body is presented, followed by its application to the inverse simulation study of a gymnast movement during the take)off from the springboard when performing the handspring somersault vault on the table. Using the kinematic da) ta of the movement, captured from optoelectronic photogrammetry, both the internal loads (muscle forces and joint reactions) in the gym) nast’s lower limbs and the external reactions from the springboard were evaluated. The calculated vertical reactions from the springboard were then compared to the values assessed using the captured board displacements and its measured elastic behaviors.
7
Uwagi o sposobach obróbki danych z pomiarów kinematycznych dla zadań symulacji dynamicznej odwrotnej układów biomechanicznych
Dziewiecki K., Blajer W., Mazur Z.
Modelowanie Inżynierskie
|
2011
|
T. 10, nr 41
55-63
PL
Wiarygodność symulacji dynamicznej odwrotnej układów biomechanicznych zależy od jakości zbudowanego modelu dynamicznego, poprawności oszacowania parametrów masowo-geometrycznych oraz dokładności użytych charakterystyk kinematycznych analizowanej czynności ruchowej. W pracy ocenia się kilka sposobów obróbki danych pomiarowych. Mierzone reakcje z podłożem podczas wybicia z platformy dynamometrycznej są porównywane z reakcjami wyznaczanymi z modelu, co stanowi kryterium oceny jakości zmierzonych i numerycznie obrobionych danych kinematycznych.
EN
Validity of inverse dynamics simulation of biomechanical systems depends on quality of the dynamic model built, correctness of the assessed inertial-geometric parameters, and accuracy of used kinematic characteristics of the analyzed movement. In this paper some data smoothing techniques are evaluated. Measured ground reactions when a gymnast jumps on a force plate, and then takes off, are compared with those computed from inverse dynamics analysis, regarded as a criterion for quality valuation of the data smoothing techniques.
8
Content available Uwagi o wyznaczaniu danych somatycznych człowieka dla zadań symulacji dynamicznej
Mazur Z., Dziewiecki K., Blajer W.
Aktualne Problemy Biomechaniki
|
2011
|
z. 5
89--94
PL
Jakość uzyskiwanych wyników symulacji dynamicznej odwrotnej układów biomechanicznych jest wypadkową wielu czynników: adekwatności modelu matematycznego, poprawności algorytmu obliczeniowego, techniki pozyskiwania danych kinematycznych oraz precyzyjnej identyfikacji parametrów masowo-geometrycznych modelu. Niniejsza praca dotyczy tego ostatniego czynnika. Pokazane są różnice przy wyznaczaniu danych somatycznych zależnie od zastosowanej metody oraz formułowane wnioski o charakterze praktycznym.
EN
Quality of results from inverse dynamics simulation of biomechanical systems depends on many factors: adequacy of the mathematical model used, correctness of the computational schemes, precision of recorded kinematic data, and exactness of identified inertial and geometric parameters of the modeled body. The present paper is focused on the latter issue. Differences in the inertial and geometric parameters are shown when using various methods and sources from the literature, which vividly influence the (reported) results obtained from the inverse dynamics simulation.
9
Content available Aspekty modelowania dynamiki ruchu człowieka dla zadań symulacji odwrotnej
Blajer W., Dziewiecki K., Mazur Z.
Acta Mechanica et Automatica
|
2010
|
Vol. 4, no. 2
17-24
PL
W pracy omawiane są wybrane zagadnienia budowy modeli ciała człowieka dla zadań symulacji dynamicznej odwrotnej. Dyskusja prowadzona jest w odniesieniu do modelu płaskiego przeznaczonego do analizy skoków w płaszczyźnie strzałkowej, układu składającego się z 14 sztywnych segmentów połączonych za pomocą 13 przegubów. Omawia się dwa modele sterowania – deterministyczny (uproszczony), za pomocą wypadkowych momentów sił mięśniowych w stawach, oraz niedeterministyczny (uszczegółowiony) model mieszany, za pomocą sił mięśniowych (sterowanie nadmiarowe) w stawach kończyn dolnych i momentów sił mięśniowych w pozostałych stawach. Z zastosowaniem równań ruchu we współrzędnych absolutnych i niezależnych, dyskutuje się rozwiązania zadań symulacji dynamicznej odwrotnej dla obu modeli sterowania. Rozwiązaniem są przebiegi w czasie sterowania układem oraz reakcji modelu z podłożem (w fazie lotu z założenia równe zeru). Omawia się też metody wyznaczania sił reakcji w stawach, zależnych od sił mięśniowych i reakcji zewnętrznych.
EN
The paper deals with some aspects of mathematical modeling of human body for the inverse dynamics analysis. The discussion is related to a sample planar model composed of 14 rigid segments connected by 13 hinge joints, branching from the hip joint in the open loop linkages. Two ways of control are considered: a simplified (determinate) model with joint torques as control parameters that represent the muscle action in the joints, and hybrid (indeterminate) control model with a mix set of muscle stresses in the lower extremity joints and joint torques in the upper part of the body. Using dynamic equations of motion derived both in absolute and independent coordinates, a discussion is provided on possible solutions to the inverse dy- namics analysis related to the mentioned two models of control. Possibilities for determination of reaction forces in the lower extremity joints, which involves the influence of muscle forces and external reactions from the ground, are also discussed.
10
Content available remote The use of dependent coordinates in modeling and simulation of cranes executing a load prescribed motion
Blajer W., Kołodziejczyk K.
Archive of Mechanical Engineering
|
2009
|
Vol. LVI, nr 3
209-222
EN
Cranes belong to underactuated mechanical systems, an important subclass of nonlinear control systems typified by fewer control inputs than the degrees of freedom. The usual performance goal of a crane is to execute a desired motion of the load, specified by as many outputs as the control inputs. The challenging task of inverse simulation study, in which control of the underactuated system subject to execute the partly specified motion is determined, is usually formulated in independent variables. In this paper, a dependent variable formulation is motivated and developed. Compared to the independent variable formulation, the use of dependent variables leads to much simpler governing equations, and their effective number is reduced. The developed formulation is illustrated by a simulation model of an overhead crane executing a rest-to-rest maneuver of the load along a specified curvilinear trajectory.
PL
Suwnice należą do sterowanych układów mechanicznych, w których liczba sygnałów sterowania jest mniejsza od liczby stopni swobody. Zadaniem suwnic jest najczęściej realizacja zadanego ruchu ładunku (liczba sygnałów wyjściowych jest równa liczbie sygnałów sterowania). Wyznaczenie sterowania suwnicą tak, by realizowany był zadany ruch ładunku, należy do zadań trudnych, wymagających złożonego aparatu matematycznego. Opisany problem ruchu programowego niezupełnego formułowany jest zwykle z wykorzystaniem zmiennych niezależnych. W niniejszej pracy pokazane są zalety sformułowania tego problemu we współrzędnych zależnych, na które składają się współrzędne opisujące ruchy robocze suwnicy oraz współrzędne położenia ładunku. Równania ruchu programowego w tych zmiennych są prostsze i łatwiejsze do wyprowadzenia, a ich efektywny wymiar jest mniejszy od analogicznych sformułowań z wykorzystaniem współrzędnych niezależnych.
11
Eksperymentalna weryfikacja sterowania programowego dźwignicy realizującej zadany ruch ładunku
Kołodziejczyk K., Blajer W.
Modelowanie Inżynierskie
|
2008
|
T. 5, nr 36
167-172
PL
W pracy przedstawiono wyniki eksperymentalnej weryfikacji poprawności sterowania programowego dźwignicy mającej realizować założony ruch adunku. Ruch ładunku jest zdeterminowany w czasie, a zagadnienie jego realizacji rozwiązywane jest z użyciem modelu dynamicznego dźwignicy jako problem ruchu programowego niezupełnego. Otrzymane na drodze symulacji dynamicznej odwrotnej przebiegi zmiennych stanu oraz sygnałów sterujących stanowiły podstawę do wykonania eksperymentu laboratoryjnego. Prezentowane są wybrane wyniki symulacji numerycznych oraz eksperymentów laboratoryjnych.
EN
In this paper the results of numerical simulation of motion and control for the laboratory crane executing a load specified motion are compared with the experimental results. The results are analyzed, and a discussion on the problems associated with the developed control strategy implementation is provided.
12
Content available Modeling of underactuated mechanical systems in partly specified motion
Blajer W., Kołodziejczyk K.
Journal of Theoretical and Applied Mechanics
|
2008
|
Vol. 46 nr 2
383-394
EN
This paper deals with the inverse dynamics problem of underactuated mechanical systems subjected to execute partly specified motions. The modeling methodology focuses on a special class of differentially flat systems, represented by a group of relevant technical examples. The governing equations are obtained as index three differential-algebraic equations, and a simple numerical code for their solution is reported. The solution comprises both the dynamic analysis of the underactuated systems in partly specified motion and the synthesis of control that assures realization of such motion.
PL
Praca dotyczy zagadnienia symulacji dynamicznej odwrotnej klasy układów mechanicznych, w których liczba sygnałów sterowania, równa liczbie zadanych charakterystyk ruchu (sygnałów wyjściowych), jest mniejsza od liczby stopni swobody, reprezentowanej przez liczne przykłady techniczne. Równania tak zdefiniowanego ruchu programowego niezupełnego otrzymywane są w postaci równań różniczkowo-algebraicznych o indeksie równym trzy. Omawiany jest prosty, efektywny i stabilny algorytm całkowania tych równań. Rozwiązaniem są przebiegi w czasie zmiennych stanu układu w zadanym ruchu programowym oraz sterowania wymaganego dla realizacji tego ruchu.
13
Trajectory planning and control of overhead cranes in the work environment with obstacles
Blajer W., Kołodziejczyk K.
Modelowanie Inżynierskie
|
2006
|
T. 1, nr 32
53-60
EN
Manipulating payloads with cranes can be challenging due to undesirable load pendulations induced by the crane motion and external perturbations. The problem gets increasingly difficult when the work environment is cluttered with obstacles. Automatic control schemes offer a high potential of rationalization. In this paper a methodology of constructing appropriate load trajectories allowing for one coordinated maneuver that omits the obstacles is addressed. The developed formulation leads then to the analysis of crane dynamics and synthesis of control in the specified motion. Some results of numerical simulations are reported.
PL
Realizacja założonego ruchu ładunku za pomocą suwnicy jest zadaniem złożonym ze względu na trudne do wyeliminowania wahania ładunku wywołane zarówno ruchem dźwignicy jak i zaburzeniami zewnętrznymi. Zadanie to jest szczególnie skomplikowane dla przestrzeni roboczych z przeszkodami. Systemy sterowania automatycznego mogą pozwolić na realizację tych zadań szybciej, bezpieczniej i z większą precyzją. W niniejszej pracy zaproponowano metodę efektywnego modelowania odpowiedniej trajektorii ruchu ładunku tak, by omijane były występujące w przestrzeni roboczej przeszkody. Trajektoria ta szkicowana jest najpierw za pomocą ciągu punktów, a następnie interpolowana/aproksymowana z użyciem funkcji sklejanych (splajnów). Nakładając odpowiedni warunek na ruch wzdłuż trajektorii, modelowany jest jeden dynamiczny manewr przeniesienia ładunku z położenia początkowego do końcowego w narzuconym czasie. Opisane w pracy różniczkowo-algebraiczne równania ruchu programowego pozwalają na analizę dynamiczną suwnicy i jej sterowania wymaganego dla realizacji narzuconego ruchu ładunku. Demonstrowane są wyniki odpowiednich symulacji numerycznych.
14
Design of a biomechanical model for the determination of muscle forces in lower extremities
Blajer W., Dziewiecki K., Mazur Z.
Modelowanie Inżynierskie
|
2006
|
T. 1, nr 32
45-52
EN
Foundations for the design of a human biomechanical model aimed at analyzing planar movements such as vertical or standing long jumps are presented. The motions in the hip, knee and ankle joints are modeled as enforced by muscle forces applied to the tendon attachment points, and the other joint motions are actuated by torques representing the muscle action. A systematic construction of the related dynamic equations in independent coordinates is developed, enhanced by an effective scheme for determination of reaction forces in the leg joints. The reaction forces from the ground during the support phase can also be obtained.
PL
W pracy przedstawiono założenia i sposób budowy modelu matematycznego ciała dla analizy czynności motorycznych typu wyskok do góry czy skok z miejsca do przodu. Ruch w stawach kończyn dolnych wymuszany jest za pomocą sił mięśniowych działających wzdłuż odcinków łączących miejsca ich zaczepów, natomiast ruchy w pozostałych stawach realizowane są za pomocą wypadkowych momentów sił mięśniowych. Zaproponowano systematyczny sposób generowania równań ruchu wymaganych dla rozwiązania zadania symulacji odwrotnej, uzupełnione o efektywny sposób wyznaczania reakcji w stawach kończyn dolnych oraz oddziaływań z podłożem.
15
Content available Dynamics and control of rotary cranes executing a load prescribed motion
Blajer W., Kołodziejczyk K.
Journal of Theoretical and Applied Mechanics
|
2006
|
Vol. 44 nr 4
929-948
EN
Manipulating payloads with rotary cranes is challenging due to the underactuated nature of a system in which the number of control inputs/outputs is smaller than the number of degrees-of-freedom. In this paper, the outputs (specified in time load coordinates) lead to servo-constraints on the system. A specific methodology is then developed to solve the arising inverse dynamics problem. Governing equations are derived as a set of index three differential-algebraic equations in state variables and control inputs. An effective numerical code for solving the equations, based on the backward Euler method, is proposed. A feedforward control law obtained this way is then enhanced by a closed-loop control strategy with feedback of actual errors in the load position to provide stable tracking of the required reference load trajectory in presence of perturbations. Some results of numerical simulations are provided.
PL
Manewrowanie ruchem ładunku przez żurawie wieżowe jest zadaniem trudnym między innymi ze względu na fakt, że liczba kanałów sterowania (równa liczbie regulowanych współrzędnych ładunku) jest mniejsza od liczby stopni swobody żurawia. W pracy zadane w czasie współrzędne ładunku prowadzą do sformułowania serwowięzów (więzów programowych) nakładanych na ruch układu. Prezentowana jest następnie metoda rozwiązania tego szczególnego zadania symulacji dynamicznej odwrotnej jako zadania ruchu programowego niezupełnego. Równania ruchu programowego formułowane są w postaci układu równań różniczkowo-algebraicznych o indeksie trzy, względem zmiennych stanu i parametrów sterowania żurawiem. Proponowana jest prosta i skuteczna metoda numerycznego całkowania tych równań, wykorzystująca schemat Eulera różnic skończonych wstecznych. Otrzymane tą drogą sterowanie nominalne uzupełniane jest następnie sterowaniemw układzie zamkniętym zapewniającym stabilną realizację programowego ruchu ładunku w warunkach ruchu zaburzonego i nieścisłości modelowania matematycznego. Prezentowane są wybrane wyniki numerycznej symulacji ruchu i sterowania żurawiem realizującym zadany ruch ładunku.
16
Content available remote Identification of muscle forces in human lower limbs during sagittal plane movements. P 1 Computational algorithms
Blajer W., Drzewiecki K., Mazur Z.
Acta of Bioengineering and Biomechanics
|
2006
|
Vol. 8, nr 2
11-18
EN
Using a sagittal model of human body developed in part I, the present paper deals with computational algorithms related to the inverse simulation problem – the determination of driving muscle forces in lower limbs using the measured motion characteristics as input data. The control problem is associated with muscle force redundancy and then affected by the fact that muscles always generate tensile forces. Computational schemes for the determination of reaction forces in the hip, knee and ankle joints are also reported/developed and discussed from the view-point of their effectiveness and applicability.
17
Content available remote Identification of muscle forces in human lower limbs during sagittal plane movements. P. 1 Human body modelling
Blajer W., Drzewiecki K., Mazur Z.
Acta of Bioengineering and Biomechanics
|
2006
|
Vol. 8, nr 2
3-10
EN
The paper presents a human biomechanical model aimed at determining muscle forces during planar movements such as standing long jumps, vertical jumps and jumps down from a height. Only the hip, knee and ankle joints are modelled as directly enforced by the muscle forces applied to their tendon attachment points, and the actuation of the other joints is simplified to torques representing the muscle action. A systematic construction of the related dynamic equations in independent coordinates is provided, followed by some guidelines for their use in analysing motion during the flying and support phases.
18
Synhesis of control of rotary crane executing a load prescribed motion part 2: numerical simulations
Blajer W., Kołodziejczyk K.
Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska
|
2005
|
z. 29
27-32
EN
The mathematical modeling of the problem resolves itself into a set of differential-algebraic equations, whose solution enable one to analyze the dynamic behavior of the crane executing a load prescribed motion and synthesize the control that ensures the motion realization. This part of the paper focuses on numerical experiments related to the solution, including modeling of load trajectory, an effective code for solving the differential-algebraic equations, and synthesis of control enhanced by a feedback control to provide stable tracking of load trajectory in presence of perturbations. Some results of relevant numerical simulations are reported.
PL
Model matematyczny zagadnienia sprowadza się do ukladu rownan rozniczkowo-algebraicznych, rozwiązanie których umożliwiają analizę dynamiczną żurawia realizujacego zadany ruch ładunku oraz syntezę sterowania wymaganego dla realizacji tego ruchu. Ta część pracy skupia się na aspektach symulacji numerycznej dotyczących tego zagadnienia: modelowania trajektorii ładunku, metody rozwiązywania analizowanych równań różniczkowo-algebraicznych oraz syntezy sterowania żurawiem obejmujacego sterowanie ze sprzężeniem zwrotnym zapewniającym stabilną realizacją zadanego ruchu w warunkach zaburzeń zewnętrznych. Prezentowane są wybrane wyniki tych symulacji numerycznych.
19
Synhesis of control of rotary crane executing a load prescribed motion part 1: theoretical background
Blajer W., Kołodziejczyk K.
Zeszyty Naukowe Katedry Mechaniki Stosowanej / Politechnika Śląska
|
2005
|
z. 29
21-26
EN
Manipulating payloads with rotary cranes is challenging due to the underactuated nature of the system - the number of control inputs/outputs is smaller than the number of degrees of freedom. In this paper, the control outputs (desired load coordinates) are expressed in terms of the system sates and treated as program (servo-) constraints on the system. The problem of control synthesis is then viewed from the constrained motion perspective. A theoretical background for the modeling of the partly specified/actuated motion is given and the governing equations in the form of differential-algebraic equations are provided.
PL
Synteza sterowania zurawiem wiezowym realizujacym zadany ruch tadunku jest zadaniem trudnym i niestandardowym ze wzgledu na fakt, ze liczba narzuconych warunkow ruchu, rowna liczbie zmiennych sterowania, jest mniejsza od liczby stopni swobody uktadu. W sformufowaniu tej pracy, zadane przebiegi w czasie wspolrzednych tadunku wyrazone sa. za pomoca. zmiennych stanu zurawia i traktowane jak wiezy programowe (serwo-więzy) nalozone na uklad. Problem syntezy sterowania rozwazany jest następnie z punktu widzenia mechaniki analitycznej. Przedstawiane sa podstawy teoretyczne modelowania tak sformulowanego ruchu programowego niezupetaego, ktorego wynikiem finalnym są równania różniczkowo-algebraiczne umożliwiające analizę dynamiczna. zurawia realizujacego zadany ruch ładunku oraz syntezę wymaganego sterowania żurawiem.
20
Content available An alternative scheme for determination of joint reaction forces in human multibody models
Blajer W., Czaplicki A.
Journal of Theoretical and Applied Mechanics
|
2005
|
Vol. 43 nr 4
813--824
EN
Multibody models are commonly used in the analysis of human movements. The dynamic formulations often use minimal sets of generalized coordinates, and joint reactions (non-working reactions of model-intrinsic constraints) are excluded from evidence. A separate modeling effort is then required to determine joint reactions, and the arising numerical procedures are computationally arduous. In this paper, a novel efficient approach to the determination of joint reactions is developed, which naturally assists the minimal-form formulations of human body dynamics. The proposed scheme does not involve matrix inversion, and as such it is well suited for both symbolic manipulations and computer implementations. The method is illustrated with a seven-segment planar model of a human body. Some results from the inverse dynamics simulation of somersaults on a trampoline are reported.
PL
Wieloczłonowe modele ciała człowieka są powszechnie wykorzystywane do analizy czynności motorycznych. Dla sformułowań dynamiki tych modeli stosowane są zwykle niezależne współrzędne uogólnione, co powoduje, że reakcje w połączeniach (idealne reakcje więzów wewnętrznych) są eliminowane na wstępnym etapie modelowania. Dla ich określenia wymagane są dodatkowe procedury modelowania matematycznego, a generowane tą drogą zależności charakteryzują się niską efektywnością numeryczną. W niniejszej pracy proponowane jest nieco inne podejście do wyznaczania reakcji w stawach, w sposób naturalny skojarzone z minimalno-wymiarowym formułowaniem dynamiki wieloczłonowych modeli ciała człowieka. Proponowane sformułowania nic wymagają odwracania macierzy, są tym samym efektywne zarówno dla wyprowadzeń symbolicznych, jak i zastosowań numerycznych. Metoda zilustrowana jest za pomocą siedmioczłonowego płaskiego modelu ciała człowieka. Prezentowane są wybrane wyniki obliczeń numerycznych odnoszące się do symulacji dynamicznej odwrotnej sportowca wykonującego salto na trampolinie.
first rewind previous Strona / 3 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.