[发明专利]一种S形轨迹柔性振动抑制可靠性分析方法

权利要求书

1.一种S形轨迹柔性振动抑制可靠性分析方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

获取样本内各个直线伺服电机的动子在当前S形轨迹设计方法下的加速度跟随误差样本函数，如公式(13)所示：

为S形轨迹运动中,直线伺服电机的输入加速度；

为S形轨迹运动中,动子的实际加速度；

根据公式(2)建立动子加速度区间过程变量函数：

f^U_e(t)为动子加速度区间过程变量函数的上边界函数，f^D_e(t)为动子加速度区间过程变量函数的下边界函数；上边界函数和下边界函数包络所有加速度跟随误差样本函数；动子加速度区间过程变量函数具有中值函数f^M_e(t)和半径r；

建立动子加速度区间过程变量函数与当前S形轨迹柔性振动抑制系统的残余振动抑制衰减能量衰减幅度P^I(ω_n)的映射模型；

根据公式(9)计算样本内电机的动子加速度跟随误差满足设计指标P^*的可靠度P：

其中P^*为残余振动抑制衰减能量衰减幅度的设计指标；

ω_n为当前S形轨迹柔性振动抑制系统中柔性末端的标准谐振频率；

P^I(ω_n)为柔性末端具有标准谐振频率时，当前S形轨迹柔性振动抑制系统的柔性末端的残余振动能量衰减幅度，P^I(ω_n)为区间变量；P^D(ω_n)为P^I(ω_n)的下边界函数，P^U(ω_n)为P^I(ω_n)的上边界函数；

判断可靠度P越大时，评估当前电机样本满足当前S形轨迹柔性振动抑制系统设计指标P^*的可靠性越高；

将动子加速度区间过程变量函数的中值函数、自相关性函数和半径输入非随机振动分析模型中，得到柔性末端的位移响应x^I_e(t)；

根据以下公式(8)、公式(7)、公式(6)建立动子加速度区间过程变量函数与当前S形轨迹柔性振动抑制系统的残余振动抑制衰减能量衰减幅度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)为柔性末端具有标准谐振频率时，当前S形轨迹柔性振动抑制系统的归一化残余振动能量；

E^S_residual(ω_n)为柔性末端具有标准谐振频率时，当前S形轨迹柔性振动抑制系统在S形轨迹运动结束时，柔性末端存储的残余振动能量；

E^T_residual(ω_n)为柔性末端具有标准谐振频率时，跃度最大的S形轨迹柔性振动抑制系统在S形轨迹运动结束时，柔性末端存储的残余振动能量；

其中m_e为柔性末端的质量；k为柔性末端的等效弹簧刚度。

2.根据权利要求1所述的S形轨迹柔性振动抑制可靠性分析方法，其特征在于，当前S形轨迹柔性振动系统的动子加速度区间过程变量函数的自相关性函数根据以下公式(3)和公式(4)计算得到：

为ti时刻动子加速度区间过程变量函数半径的二次方根；为tj时刻动子加速度区间过程变量函数半径的二次方根；

为自相关性系数,τ＝ti-tj。

3.根据权利要求2所述的S形轨迹柔性振动抑制可靠性分析方法，其特征在于，还包括以下步骤：

获取当前S形轨迹柔性振动抑制系统的归一化残余振动能量的设定容许标准V_tol；

根据以下公式(10)确定柔性末端的谐振频率的容许摄动区间[ω_n^U,ω_n^D]；

E^N(w_n)≤V_t9l (10)

通过公式(11)和公式(12)确定当前电机样本对当前S形轨迹柔性振动抑制系统的谐振频率鲁棒性W：

W^I＝(ω_n^U-ω_n^D)/ω_n (12)

其中W^*为设定的柔性振动抑制系统中柔性末端的谐振频率鲁棒性的设计指标；

W^I为当前S形轨迹柔性振动抑制系统中柔性末端的谐振频率鲁棒性，W^I为区间变量；

判断谐振频率鲁棒性W越大时，评估当前电机样本满足当前S形轨迹柔性振动抑制系统设计指标W^*的可靠性越高。