一种空间机械臂参数对运动可靠性影响比重的确定方法

摘要

一种空间机械臂参数对运动可靠性影响比重的确定方法，首先获取空间机械臂运动可靠性影响因素；其次建立以表征空间机械臂操作空间位姿偏差最小为目标的极限状态函数；之后建立表征影响因素与位姿偏差关系的响应面函数；最终计算获得各影响因素的运动可靠性灵敏度。本发明综合考虑了空间机械臂在轨任务约束和各影响因素间的耦合关系，避免了运动可靠性灵敏度分析过程中的多维积分连续偏导问题，降低了影响因素间的耦合性和非线性，避免了运动可靠性分析中样本需求量大的问题，提高了运算效率，满足了在轨实时应用需求。

主权项

一种空间机械臂参数对运动可靠性影响比重的确定方法，其特征在于步骤如下：1)获取空间机械臂运动可靠性影响因素集Θ；2)建立以空间机械臂操作空间运动精度为表征的极限状态函数：g(Θ)＝|P^A(Θ)‑P^D(Θ)|其中，P^A(Θ)和P^D(Θ)分别表示机械臂实际位姿和理想位姿，Θ＝[x₁ ... x_n]^T表示运动可靠性的影响因素集，n表示影响因素的个数；3)构造非线性响应面函数：其中，a,b,c表示响应面函数的常数系数，x_i表示第i个影响因素；通过使得非线性响应面函数逼近极限状态函数计算系数a,b,c的值；4)基于响应面函数构造运动可靠度指标，求解各影响因素对运动可靠性的灵敏度：定义运动可靠度指标β如下：其中，和分别表示极限状态函数g的数学期望和标准差；基于运动可靠度指标，得到运动可靠性的表征：R＝Φ(β)其中，Φ(·)表示标准的正态分布函数；则影响因素x_i对运动可靠性灵敏度通过如下方式求解：式中各乘项可分别求解如下：其中，表示标准正态分布的概率密度函数，则各影响因素x_i对运动可靠性的灵敏度为：。