机械与动力-专题定制-三峡大学图书馆

Molecular dynamics and dissipative particle dynamics simulations of the miscibility and mechanical properties of GAP/DIANP blending systems

Yang, Junqing Zhang, Xueli Gao, Pin Gong, Xuedong Wang, Guixiang

Nanjing Univ Sci & Technol Dept Chem Nanjing 210094 Jiangsu Peoples R ChinaNatl Civil Blasting Equipment Qual Supervis & Tes Nanjing 210094 Jiangsu Peoples R China

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INTERIOR EIGENVALUES FROM DENSITY MATRIX EXPANSIONS IN QUANTUM MECHANICAL MOLECULAR DYNAMICS

Rubensson, Emanuel H. Niklasson, Anders M. N.

Uppsala Univ Dept Informat Technol Div Comp Sci SE-75105 Uppsala SwedenLos Alamos Natl Lab Div Theoret Los Alamos NM 87545 USA

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关键词： Born-Oppenheimer molecular dynamics density functional theory density matrix purification Fermi operator expansion homo-lumo gap interior eigenvalues linear scaling electronic structure theory matrix functions nonmonotonic expansion recursive expansion scale-and-fold acceleration trace-correcting purification

摘要： An accelerated polynomial expansion scheme to construct the density matrix in quantum mechanical molecular dynamics simulations is proposed. The scheme is based on recursive density matrix expansions, e. g., [A. M. N. Niklasson, Phys. Rev. B, 66 (2002), 155115], which are accelerated by a scale-and-fold technique [E. H. Rubensson, J. Chem. Theory Comput., 7 (2011), pp. 1233-1236]. The acceleration scheme requires interior eigenvalue estimates, which may be expensive and cumbersome to come by. Here we show how such eigenvalue estimates can be extracted from the recursive expansion by a simple and robust procedure at a negligible computational cost. Our method is illustrated with density functional tight-binding Born-Oppenheimer molecular dynamics simulations, where the computational effort is dominated by the density matrix construction. In our analysis we identify two different phases of the recursive polynomial expansion, the conditioning and purification phases, and we show that the acceleration represents an improvement of the conditioning phase, which typically gives a significant reduction of the computational cost.

空间七自由度冗余机械臂动力学建模与控制研究

周诚

哈尔滨工业大学

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关键词： 空间冗余机械臂递推动力学构型控制增强混合阻抗控制

摘要： 空间冗余构型机械臂的动力学与控制存在着其特殊性。七自由机械臂的动力学算法一般计算量大，且其控制中存在“自运动”问题。针对上述问题，本文主要研究内容包括：基于铰接体算法的空间机械臂正向动力学，冗余机械臂位置控制，基于增强混合阻抗控制的空间冗余机械臂力控制研究。本文首先对空间机械臂动力学建模进行综述，确定了本文动力学建模研究的思路；其次，由机械臂控制的综述确定了冗余机械臂控制的技术路线。为了克服空间机械臂正向动力学算法计算量大等缺点，本文研究了基于空间矢量描述的铰接体算法建立的空间机械臂的动力学模型，为了检验算法的正确性，本文在SimMechanics中建立空间机械臂的模型，二者仿真结果对比表明，该算法可以实时地计算空间机械臂运动情况，且该算法计算量小、计算效率高。为了有效的进行冗余机械臂位置控制，本文采用基于运动学的构型控制策略，选择臂角为构型控制中的运动学函数，以此参数化其“自运动”。为了检验算法的正确性，本文建立了空间七自由度机械臂的数值仿真系统，仿真结果表明，基于该算法可以有效控制冗余机械臂的运动。为了克服自由飞行空间机器人传统控制中能量消耗较多的缺点，本文反馈预估的机械臂对基座的扰动力至基座姿态控制系统中，进而达到协调控制的目的。在协调控制数值仿真系统中仿真验证了协调控制可以有效的减小能量消耗。为了克服基于传统阻抗控制无法进行精确的力控制，本文针对冗余机械臂采用结合构型控制以及混合阻抗控制的增强混合阻抗控制。在该控制策略中，采用基于加速度级的构型控制理论进行冗余分解。基于该控制策略可以在位置控制方向上保证柔顺性以及力控制方向上保证力跟踪特性。在冗余机械臂的增强混合阻抗控制数值仿真系统中仿真模拟机械臂完成辅助对接任务的情况，结果表明，其机械臂在力控制方向上可以精确地进行力控制。

机械工程中的多体系统动力学问题研究

吴春峰

中铁四局集团建筑一工程有限公司

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