基于主频能量时域最优分布的非对称变加速度规划方法

摘要

本发明涉及机械工程与数学研究技术领域，具体涉及基于主频能量时域最优分布的非对称变加速度规划方法，包括对含有运动学自由和参数化运动函数作为边界条件的非线性有限元模型定位历程进行求解；判断驱动停止后的执行端的振幅是否满足定位精度，若不满足则继续求解，若满足则振动能量衰减时间；判断目标响应时间，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梯度和步长，并重新设定运动参数进行求解。本发明通过以上方法，解决存在大柔性变形等非线性影响和精密定位要求的高速高加速机构的运动规划问题，可以实现在高加速条件下的精密定位以及位/力平滑切换，也适用于传统解决方法的执行机构运动规划问题。

主权项

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，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；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。