含有区间参数的多柔体系统动力学仿真与灵敏度分析
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- 论文作者：王喆 ; 田强 ; 胡海岩
- 年：2016
- 作者机构：北京理工大学宇航学院飞行器动力学与控制教育部重点实验室;
- 论文关键词：区间参数 ; Chebyshev采样方法 ; 绝对节点坐标方法 ; 灵敏度分析
- 会议召开时间：2016-05-06
- 会议录名称：第十届动力学与控制学术会议摘要集
- 语种：中文
- 分类号：O313.7
- 学会代码：AGLU
- 会议名称：第十届动力学与控制学术会议
- 会议地点：中国四川成都
- 主办单位：中国力学学会动力学与控制专业委员会
- 学会名称：中国力学学会
- 页数：2
- 文件大小：868k
- 原文格式：D
- 会议级别：全国
摘要
本文通过结合Chebyshev采样方法,对经历大位移与大变形的柔性体进行了带有区间不确定参数的动力学仿真与灵敏度分析。Chebyshev采样方法可以分为Chebyshev张量积方法(CTP)以及Chebyshev配点法(CCM),其中CTP可以较好的处理含有较少区间参数的多柔体系统,而CCM适用于含有多个区间参数的多柔体系统,并最终得到Chebyshev代理模型,区别于传统直接利用区间运算对代理模型的区间上下界进行估计,本文综合考虑计算效率与计算精度,采用扫描方法对代理模型的区间上下界进行估计,得到满足精度要求的区间结果。与此同时,考虑柔性体的大位移与大变形,本文采用绝对节点坐标方法(ANCF)对多柔体系统进行建模。除此之外,多柔体系统动力学的灵敏度分析采用有限差分法,直接微分法和伴随变量法等三种方法,基于连续介质力学推导了弹性力、质量矩阵等关于设计变量的导数,提高了灵敏度分析的计算效率。为了进一步提高计算效率将Chebyshev采样方法并行化,并结合广义alpha算法进行系统微分代数方程组的求解,从而对含有区间不确定参数刚柔耦合多体系统进行求解。最终本文给出了通用公式以及具体的计算过程,并且两个算例被用于验证该方法的有效性:第一个算例为曲柄滑块;第二个算例为星载六关节刚-柔耦合机械臂展开模型,对上述两个模型的长度考虑为区间参数,并对含上述的不确定性的多柔体系统进行研究,从而验证本文算法的有效性。
引文