[发明专利]基于主频能量时域最优分布的非对称变加速度规划方法

权利要求书

1.基于主频能量时域最优分布的非对称变加速度规划方法，其特征在于：该基于主频能量时域最优分布的非对称变加速度规划方法包括以下步骤： 

步骤一、根据机构几何模型，建立包含运动学自由度的装配体有限元模型，并创建非线性有限元分析解算方案； 

步骤二、设定运动参数,得到参数化非对称运动函数，并作为边界条件施加到非线性有限元模型中； 

步骤三、对参数化非对称运动函数进行定位历程仿真，即通过非线性有限元求解得到实时动态历程响应曲线； 

步骤四、判断驱动结束后实时振动响应曲线的振幅是否满足定位精度，若不满足，则计算梯度和步长，并修改运动函数参数，继续步骤三；若满足则终止步骤三的非线性有限元求解历程，获取直至终止时刻的时间T，进入步骤五； 

步骤五、通过驱动时间和惯性能量衰减时间的测定，判断目标响应时间T是否为最小值，若是最小值则确定设定的运动参数为最优参数；若不是最小值则计算运动参数的梯度和步长，并重新设定运动参数，进入步骤三进行求解。 

2.根据权利要求1所述的基于主频能量时域最优分布的非对称变加速度规划方法，其特征在于：步骤一的具体方法如下： 

a、建立机构的三维几何模型； 

b、利用有限元软件对三维模型定义材料属性并进行网络划分，转换为有限元模型； 

c、在机构部件的运动关节处创建运动约束，从而在有限元分析环境中建立机构的包含运动学自由度的装配体有限元模型； 

d、在驱动关节，施加参数化非对称运动函数边界条件； 

e、创建非线性有限元分析解算方案。 

3.根据权利要求1所述的基于主频能量时域最优分布的非对称变加速度规划方法，其特征在于：根据非对称运动的定义，运动分为：以急动度G₁进行的加加运动速段(T₁)；以急动度G₂进行的减加运动速段(T₂)；以急动度G₃进行的减加运动速段(T₃)；以急动度G₄进行的减减运动速段(T₄)；为了考虑惯性能量的影响，增加考虑惯性能量的衰减时间T₅。 

4.根据权利要求3所述的基于主频能量时域最优分布的非对称变加速度规划方法，其特征在于：在S型非对称运动中，各加速过程中急动度为常数，运动结束时速度和加速度均为零；因此，有下列等式约束： 

T₁G₁＝T₂G₂

T₃G₃＝T₄G₄

T₁G₁(T₁+T₂)＝T₃G₃(T₃+T₄) 

因此，T₂、T₃、T₄均可以用T₁来表示。 

5.根据权利要求3所述的基于主频能量时域最优分布的非对称变加速度规划方法，其特征在于：衰减时间T₅由下式判断: 

abs(s-s^*)+abs(v)<ε 

在残余振动时，速度v要比位移数s值大，当速度v为几乎0，即当机构位置s落在定位精度ε范围内，上式才成立。 

6.根据权利要求1所述的基于主频能量时域最优分布的非对称变加速度规划方法，其特征在于：步骤五所述的优化模型为： 

T＝T₁+T₂+T₃+T₄+T₅

Find(G₁,G₂,G₃,G₄) 

Objective:Min(T) 

Subject to:abs(s-s^*)+abs(v)＜ε 

T₁G₁＝T₂G₂

T₃G₃＝T₄G₄

T₁G₁(T₁+T₂)＝T₃G₃(T₃+T₄) 。