[发明专利]一种基于模糊理论的双起重机系统静力学不确定性分析方法

说明书

本发明公开了一种基于模糊理论的双起重机系统静力学不确定性分析方法，步骤包括：建立双起重机系统静力学响应方程；建立模糊参数模型；建立带有模糊参数模型的双起重机系统模糊静力学响应等效方程、模糊运动学雅克比矩阵、模糊第一虚功向量、模糊第二虚功向量；构成多模糊变量模型；……将近似展开表达式带入带有相应截断向量的双起重机系统区间静力学响应等效方程中，获得驱动力矩区间向量的中点值、变化区间；将驱动力矩区间向量的中点值、变化区间获得驱动力矩区间向量的上界值和下界值；将区间驱动力矩向量的上下界获得到带有相应截断向量的模糊驱动力矩向量区间。

技术领域

本发明涉及可靠性技术领域，尤其涉及一种基于模糊理论的双起重机系统静力学不确定性分析方法。

背景技术

由于机械误差和环境激励等不确定性因素的影响，造成双起重机系统响应超过安全阈值引发安全事故，因此亟需研究双起重机系统可靠性技术以提高安全性能。双起重机系统可靠性分析的前提是开展含不确定参数的双起重机系统静力学响应分析。因此，如何根据不确定性理论并结合现有的静力学建模方法进行双起重机系统不确定性定量分析是关键环节。专利申请号“CN201710019654.2”设计了一种双起重机系统变幅角响应建模算法及随机响应域预测方法，可解决带有随机参数下变幅角响应域的预测问题。专利申请号“CN201710772385.7”设计了一种适用于小区间参数下起重机系统变幅角响应域获取方法，可解决起重机系统中含小区间结构参数下的变幅角响应域分析问题。专利申请号“CN201811011899.1”设计了一种双起重机协同吊装系统中载荷分配方法，通过计算每台起重机分配到的载荷，提高实际吊装过程路径规划的可行性。专利申请号“CN201910988450.9”设计了一种双起重机的实时调度-控制级联系统及方法，可解决调度计划的实时性差、效率低和控制系统的准确性和平稳性差的问题。然而还存在着诸如以下问题：一、随机参数需要大量的样本来精确建立不确定参数的概率分布特征，如期望、方差等，从而导致工程上难以应用；二、区间参数丢失了概率统计信息；三、传统意义上的双起重机系统静力学分析、路径规划和控制等研究未考虑不确定参数的存在，具有局限性。

发明内容

本发明目的为了弥补已有技术的缺陷，提供一种基于模糊理论的双起重机系统静力学不确定性分析方法，以解决现有技术中如何快速高效地获得双台汽车起重机系统在含有不确定参数下的静力学响应问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种基于模糊理论的双起重机系统静力学不确定性分析方法，按如下步骤进行：

步骤一：建立双起重机系统的静力学响应方程；

步骤二：建立双起重机系统的模糊参数模型；

步骤三：结合步骤一的静力学响应方程和步骤二的模糊参数模型，建立带有模糊参数模型的双起重机系统模糊静力学响应等效方程、模糊运动学雅克比矩阵、模糊第一虚功向量、模糊第二虚功向量；

步骤四：构建多模糊变量模型；

步骤五：建立带有相应截断向量的双起重机系统区间静力学响应等效方程、区间运动学雅克比矩阵、区间第一虚功向量、区间第二虚功向量；

步骤六：将在步骤五中获得参数进行转换处理，得到近似展开表达式；

步骤七：将近似展开表达式代入带有相应截断向量的双起重机系统区间静力学响应等效方程，得到驱动力矩区间向量的中点值和区间半径；

步骤八：由区间驱动力矩向量的中点和区间半径，转换获得区间驱动力矩向量的上下界；

步骤九：由区间驱动力矩向量的上下界，转换得到带有相应截断向量的模糊驱动力矩向量，该驱动力矩向量即为双起重机系统的静力学不确定性分析结论。

进一步说，在步骤一中，双起重机系统静力学响应方程是根据双起重机系统的几何模型，并结合虚功原理而建立的。