本发明属于复杂机械结构可靠性求解领域,特别是一种基于联合仿真的可靠性求解方法。
背景技术:
1、随着军事战场上对于火炮发射速度的要求越来越高,火炮装填系统已从人工装填到半自动装填并逐渐发展为目前主流的全自动装填。机械手作为自动装填系统的关键部件之一,主要负责弹丸的存取和传递任务,是连接弹仓和弹协调臂的重要机构,其定位精度对整个装填系统工作的可靠程度起到重要作用,因此对于机械手定位精度可靠性的求解具有重要意义。
2、机械手作为一个复杂的机电耦合模型,很难直接获取其定位精度可靠性的显示功能函数,常规的求解方法不仅未将模型的控制模块考虑在内,并且运用蒙特卡洛方法进行求解,需要获取大量的仿真数据,求解效率很低。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种基于联合仿真的装填机械手定位精度可靠性的求解方法,通过将影响机械手回转定位精度的影响因素考虑在内,构建神经网络代理模型使得可靠性求解效率大幅提高。
2、实现本发明目的的技术解决方案为:
3、一种基于联合仿真的装填机械手定位精度可靠性的求解方法,包括以下步骤:
4、步骤1、确定并初始化随机变量,分别是机械手质量和转动惯量,回转底盘的质量和转动惯量,机械手初始位置、接触刚度、接触阻尼和摩擦系数;
5、步骤2、运用拉丁超立方抽样方法得到随机变量样本值;
6、步骤3、建立机械手的机械手动力学模型;
7、步骤4、针对机械手的的驱动模块采用pid的双环控制策略建立联合仿真模型;
8、步骤5、将采集的随机变量样本导入adams_sub模块中,批量仿真得到每组样本对应的机械手回转角度值,以此建立回转误差的神经网络代理模型;
9、步骤6、运用截断重要抽样法求解得到机械手的回转定位精度可靠性。
10、本发明与现有技术相比,其显著优点是:
11、(1)通过将机械手回转运动的控制模块考虑在内,以联合仿真的形式能够得到更为准确的输出响应值;
12、(2)通过构建精确的神经网络代理模型及采用的截断重要抽样法能够大幅提高复杂模型可靠性的求解效率。
1.一种基于联合仿真的装填机械手定位精度可靠性的求解方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的基于联合仿真的装填机械手定位精度可靠性的求解方法,其特征在于,pid控制公式如下:
3.根据权利要求1所述的基于联合仿真的装填机械手定位精度可靠性的求解方法,其特征在于,选择sigmoid函数作为bp神经网络所有层之间的激活函数,将机械手回转角度预测值与机械手回转角度仿真样本值yi之间的均方误差作为该神经网络的损失函数,其表达式为:
4.根据权利要求1所述的基于联合仿真的装填机械手定位精度可靠性的求解方法,其特征在于,截断重要抽样法得到的失效概率估计值为:
5.根据权利要求4所述的基于联合仿真的装填机械手定位精度可靠性的求解方法,其特征在于,