[發明專利]一種減小復雜機械系統動態響應誤差的設計方法

在審

• 申請號: 201711172246.7
• 申請日: 2017-11-22
• 公開（公告）號: CN107832543A
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 錢林方;陳光宋;張弘鈞;陳龍淼;徐亞棟;劉太素
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 南京理工大學專利中心32203
• 代理人: 唐代盛

1.一種減小復雜機械系統動態響應誤差的設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、建立復雜機械系統動力學模型：

針對復雜機械系統具體結構，建立全局坐標系和各部件的局部坐標系，得到復雜機械系統的拓撲關系；根據復雜機械系統的拓撲關系，基于相對坐標法建立復雜機械系統的運動學方程；并建立相鄰剛體之間的約束關系；最終得到復雜機械系統的動力學模型；

步驟2、對復雜機械系統輸入參數進行分類：

復雜機械系統存在許多輸入參數，根據輸入參數是否可控，將復雜機械系統的輸入參數分為可控參數和不可控參數；

步驟3、基于混沌多項式展開的復雜機械系統不確定性分析：

首先建立復雜機械系統的混沌多項式展開模型，然后，基于混沌多項式展開模型，對復雜機械系統進行不確定性分析，求得復雜機械系統動態響應的均值和方差；

步驟4、減小復雜機械系統動態響應誤差的優化設計：

明確減小復雜機械系統動態響應誤差的目標函數，分析得到目標函數的約束方程，通過優化算法，建立減小復雜機械系統動態響應誤差的優化函數，進而控制輸入參數對復雜機械系統動態響應的影響。

2.根據權利要求1所述的一種減小復雜機械系統動態響應誤差的設計方法，其特征在于，步驟1建立復雜機械系統動力學模型，具體包括以下步驟：

步驟1.1、建立坐標系：對復雜機械系統各零件建立全局坐標系和各零部件的局部坐標系，利用坐標系來描述復雜機械系統各零部件的運動，并建立復雜機械系統的拓撲關系；

步驟1.2、建立復雜機械系統運動學方程：根據復雜機械系統拓撲關系和相鄰剛體之間的運動關系，基于相對坐標方法建立各剛體之間的運動關系，得出相鄰剛體之間的位置和速度關系，最終得到復雜機械系統所有剛體的運動學綜合方程

步驟1.3、建立復雜機械系統的約束關系：在復雜機械系統中存在眾多約束關系，根據不同運動副的性質，建立相應的約束方程；

步驟1.4、建立復雜機械系統動力學方程：根據復雜機械系統運動學方程，約束關系及受載情況，建立復雜機械系統動力學方程：

M(q,t)q··+C(q,q·,t)q·+ΦqTλ=QΦ(q,t)=0]]>

式中t為時間，q、和分別為鉸的相對位移、相對速度和相對加速度，Φ(q,t)＝0為系統約束方程，Φ_q為Φ(q,t)對q求導，()^T表示對該矩陣的轉置，λ為拉格朗日乘子，M(q,t)為質量矩陣，為阻尼矩陣，Q為系統外力。