[發明專利]一種S形軌跡柔性振動抑制可靠性分析方法

有效

• 申請號: 202210161197.1
• 申請日: 2022-02-22
• 公開（公告）號: CN114218718B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 韓旭;陶友瑞;李本旺;胡俊宇;趙贏
• 申請（專利權）人: 河北工業大學;重慶德新機器人檢測中心有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20;G06F111/10;G06F119/02
• 代理公司: 天津市鼎拓知識產權代理有限公司 12233
• 代理人: 劉雪娜

1.一種S形軌跡柔性振動抑制可靠性分析方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

獲取樣本內各個直線伺服電機的動子在當前S形軌跡設計方法下的加速度跟隨誤差樣本函數，如公式(13)所示：

為S形軌跡運動中,直線伺服電機的輸入加速度；

為S形軌跡運動中,動子的實際加速度；

根據公式(2)建立動子加速度區間過程變量函數：

f^U_e(t)為動子加速度區間過程變量函數的上邊界函數，f^D_e(t)為動子加速度區間過程變量函數的下邊界函數；上邊界函數和下邊界函數包絡所有加速度跟隨誤差樣本函數；動子加速度區間過程變量函數具有中值函數f^M_e(t)和半徑r；

建立動子加速度區間過程變量函數與當前S形軌跡柔性振動抑制系統的殘余振動抑制衰減能量衰減幅度P^I(ω_n)的映射模型；

根據公式(9)計算樣本內電機的動子加速度跟隨誤差滿足設計指標P^*的可靠度P：

其中P^*為殘余振動抑制衰減能量衰減幅度的設計指標；

ω_n為當前S形軌跡柔性振動抑制系統中柔性末端的標準諧振頻率；

P^I(ω_n)為柔性末端具有標準諧振頻率時，當前S形軌跡柔性振動抑制系統的柔性末端的殘余振動能量衰減幅度，P^I(ω_n)為區間變量；P^D(ω_n)為P^I(ω_n)的下邊界函數，P^U(ω_n)為P^I(ω_n)的上邊界函數；

判斷可靠度P越大時，評估當前電機樣本滿足當前S形軌跡柔性振動抑制系統設計指標P^*的可靠性越高；

將動子加速度區間過程變量函數的中值函數、自相關性函數和半徑輸入非隨機振動分析模型中，得到柔性末端的位移響應x^I_e(t)；

根據以下公式(8)、公式(7)、公式(6)建立動子加速度區間過程變量函數與當前S形軌跡柔性振動抑制系統的殘余振動抑制衰減能量衰減幅度P^I(ω_n)的映射模型：

P^I(ω_n)＝1-E^N(w_n),P^I(ω_n)∈1 (8)

E^N(ω_n)為柔性末端具有標準諧振頻率時，當前S形軌跡柔性振動抑制系統的歸一化殘余振動能量；

E^S_residual(ω_n)為柔性末端具有標準諧振頻率時，當前S形軌跡柔性振動抑制系統在S形軌跡運動結束時，柔性末端存儲的殘余振動能量；

E^T_residual(ω_n)為柔性末端具有標準諧振頻率時，躍度最大的S形軌跡柔性振動抑制系統在S形軌跡運動結束時，柔性末端存儲的殘余振動能量；

其中m_e為柔性末端的質量；k為柔性末端的等效彈簧剛度。

2.根據權利要求1所述的S形軌跡柔性振動抑制可靠性分析方法，其特征在于，當前S形軌跡柔性振動系統的動子加速度區間過程變量函數的自相關性函數根據以下公式(3)和公式(4)計算得到：

為ti時刻動子加速度區間過程變量函數半徑的二次方根；為tj時刻動子加速度區間過程變量函數半徑的二次方根；

為自相關性系數,τ＝ti-tj。

3.根據權利要求2所述的S形軌跡柔性振動抑制可靠性分析方法，其特征在于，還包括以下步驟：

獲取當前S形軌跡柔性振動抑制系統的歸一化殘余振動能量的設定容許標準V_tol；

根據以下公式(10)確定柔性末端的諧振頻率的容許攝動區間[ω_n^U,ω_n^D]；

E^N(w_n)≤V_t9l (10)

通過公式(11)和公式(12)確定當前電機樣本對當前S形軌跡柔性振動抑制系統的諧振頻率魯棒性W：

W^I＝(ω_n^U-ω_n^D)/ω_n (12)

其中W^*為設定的柔性振動抑制系統中柔性末端的諧振頻率魯棒性的設計指標；

W^I為當前S形軌跡柔性振動抑制系統中柔性末端的諧振頻率魯棒性，W^I為區間變量；

判斷諧振頻率魯棒性W越大時，評估當前電機樣本滿足當前S形軌跡柔性振動抑制系統設計指標W^*的可靠性越高。