[发明专利]一种减小复杂机械系统动态响应误差的设计方法

权利要求书

1.一种减小复杂机械系统动态响应误差的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、建立复杂机械系统动力学模型：

针对复杂机械系统具体结构，建立全局坐标系和各部件的局部坐标系，得到复杂机械系统的拓扑关系；根据复杂机械系统的拓扑关系，基于相对坐标法建立复杂机械系统的运动学方程；并建立相邻刚体之间的约束关系；最终得到复杂机械系统的动力学模型；

步骤2、对复杂机械系统输入参数进行分类：

复杂机械系统存在许多输入参数，根据输入参数是否可控，将复杂机械系统的输入参数分为可控参数和不可控参数；

步骤3、基于混沌多项式展开的复杂机械系统不确定性分析：

首先建立复杂机械系统的混沌多项式展开模型，然后，基于混沌多项式展开模型，对复杂机械系统进行不确定性分析，求得复杂机械系统动态响应的均值和方差；

步骤4、减小复杂机械系统动态响应误差的优化设计：

明确减小复杂机械系统动态响应误差的目标函数，分析得到目标函数的约束方程，通过优化算法，建立减小复杂机械系统动态响应误差的优化函数，进而控制输入参数对复杂机械系统动态响应的影响。

2.根据权利要求1所述的一种减小复杂机械系统动态响应误差的设计方法，其特征在于，步骤1建立复杂机械系统动力学模型，具体包括以下步骤：

步骤1.1、建立坐标系：对复杂机械系统各零件建立全局坐标系和各零部件的局部坐标系，利用坐标系来描述复杂机械系统各零部件的运动，并建立复杂机械系统的拓扑关系；

步骤1.2、建立复杂机械系统运动学方程：根据复杂机械系统拓扑关系和相邻刚体之间的运动关系，基于相对坐标方法建立各刚体之间的运动关系，得出相邻刚体之间的位置和速度关系，最终得到复杂机械系统所有刚体的运动学综合方程

步骤1.3、建立复杂机械系统的约束关系：在复杂机械系统中存在众多约束关系，根据不同运动副的性质，建立相应的约束方程；

步骤1.4、建立复杂机械系统动力学方程：根据复杂机械系统运动学方程，约束关系及受载情况，建立复杂机械系统动力学方程：

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

式中t为时间，q、和分别为铰的相对位移、相对速度和相对加速度，Φ(q,t)＝0为系统约束方程，Φ_q为Φ(q,t)对q求导，()^T表示对该矩阵的转置，λ为拉格朗日乘子，M(q,t)为质量矩阵，为阻尼矩阵，Q为系统外力。