驱动轴跟踪误差的参数敏感性分析方法及装置制造方法及图纸

本申请涉及一种驱动轴跟踪误差的参数敏感性分析方法及装置，其中，方法包括：基于驱动轴跟踪误差的至少一个变量参数，确定驱动轴跟踪误差的计算表达式，以计算驱动轴跟踪误差的参数敏感性系数；基于预先构建的驱动轴跟踪误差的预测效果指标，分析至少一个变量参数中的每个变量参数对预测效果指标的影响程度；在目标工况条件下，基于影响程度和参数敏感性系数，确定驱动轴跟踪误差的目标变量参数，并优化目标变量参数，以生成使驱动轴跟踪误差和预测偏差达到预设优化条件的最优目标变量参数。由此，解决了相关技术在驱动轴跟踪误差预测过程中，过渡依赖经验进行参数调整，准确性较差，效率低下，且难以明晰变量参数对驱动轴跟踪误差的影响等问题。差的影响等问题。差的影响等问题。

【技术实现步骤摘要】
驱动轴跟踪误差的参数敏感性分析方法及装置


[0001]本申请涉及机电一体化
，特别涉及一种驱动轴跟踪误差的参数敏感性分析方法及装置。

技术介绍

[0002]伺服驱动轴具有高精度、高速度、平滑和灵活的运动控制能力，能够为以数控机床为代表的各种现代先进制造装备提供关键的技术支持，在工业领域广泛应用，其性能直接影响先进制造装备的加工精度及加工质量，而跟踪误差则可作为伺服驱动轴误差关键性能的评价指标，通过减小跟踪误差可以提高系统的性能、精度和稳定性。
[0003]相关技术中，多通过工业软件仿真计算进行跟踪误差的估计，其操作难度大，效率低，难以适应多样复杂的现场工业环境；此外，通过推导驱动轴跟踪误差的理论表达式，能够更高效便捷地实现驱动轴跟踪误差的预测，但驱动轴跟踪误差的预测效果，受到诸多变量参数的影响，不合理的控制参数，会直接影响跟踪误差的计算精度。
[0004]综上所述，相关技术在驱动轴跟踪误差预测过程中，过渡依赖经验进行参数调整，准确性较差，效率低下，且难以明晰变量参数对驱动轴跟踪误差的影响，亟待解决。

技术实现思路

[0005]本申请提供一种驱动轴跟踪误差的参数敏感性分析方法及装置，以解决相关技术在驱动轴跟踪误差预测过程中，过渡依赖经验进行参数调整，准确性较差，效率低下，且难以明晰变量参数对驱动轴跟踪误差的影响等问题。
[0006]本申请第一方面实施例提供一种驱动轴跟踪误差的参数敏感性分析方法，包括以下步骤：基于驱动轴跟踪误差的至少一个变量参数，确定所述驱动轴跟踪误差的计算表达式，并通过所述计算表达式计算所述驱动轴跟踪误差的参数敏感性系数；基于预先构建的驱动轴跟踪误差的预测效果指标，分析所述至少一个变量参数中的每个变量参数对所述预测效果指标的影响程度，以及在目标工况条件下，基于所述影响程度和所述参数敏感性系数，从所述至少一个变量参数中确定所述驱动轴跟踪误差的目标变量参数，并优化所述目标变量参数，以生成使驱动轴跟踪误差和预测偏差达到预设优化条件的最优目标变量参数。
[0007]可选地，在本申请的一个实施例中，所述基于驱动轴跟踪误差的至少一个变量参数，确定所述驱动轴跟踪误差的计算表达式，并通过所述计算表达式计算所述驱动轴跟踪误差的参数敏感性系数，包括：基于所述至少一个变量参数，确定所述驱动轴跟踪误差的计算表达式；对所述计算表达式进行微分运算，得到所述至少一个变量参数中的任一变量参数的参数敏感性系数：
[0008][0009]其中，η
si
为第i个变量参数的参数敏感性系数，f为所述驱动轴跟踪误差的计算函
数，x
i
为所述任一变量参数。
[0010]可选地，在本申请的一个实施例中，在分析所述至少一个变量参数中的每个变量参数的影响程度之前，还包括：根据所述驱动轴跟踪误差的计算表达式，计算第一驱动轴跟踪误差；采用实际加工实验结果或者仿真分析结果，获取第二驱动轴跟踪误差；基于所述第一驱动轴跟踪误差和所述第二驱动轴跟踪误差，构建所述驱动轴跟踪误差的预测结果指标。
[0011]可选地，在本申请的一个实施例中，所述分析所述至少一个变量参数中的每个变量参数对所述预测效果指标的影响程度，包括：分别为所述每个变量参数设置多组不同数值；根据所述多组不同数值，对所述驱动轴跟踪误差进行计算和仿真，得到所述驱动轴跟踪误差的计算结果和仿真结果；根据所述计算结果和所述仿真结果，分析所述多组不同数值对应的所述每个变量参数对所述预测效果指标的影响程度。
[0012]可选地，在本申请的一个实施例中，所述在目标工况条件下，基于所述影响程度和所述参数敏感性系数，从所述至少一个变量参数中确定所述驱动轴跟踪误差的目标变量参数，并优化所述目标变量参数，以生成使驱动轴跟踪误差和预测偏差达到预设优化条件的最优目标变量参数，包括：根据所述目标工况条件确定所述驱动轴的机械结构参数；基于所述驱动轴的机械结构参数和参数敏感性系数，选取所述目标变量参数；基于所述预设优化方式，调整所述目标变量参数，得到所述最优目标变量参数，并根据所述最优目标变量参数，降低所述驱动轴跟踪误差和所述预测偏差。
[0013]本申请第二方面实施例提供一种驱动轴跟踪误差的参数敏感性分析装置，包括：计算模块，基于驱动轴跟踪误差的至少一个变量参数，确定所述驱动轴跟踪误差的计算表达式，并通过所述计算表达式计算所述驱动轴跟踪误差的参数敏感性系数；分析模块，用于基于预先构建的驱动轴跟踪误差的预测效果指标，分析所述至少一个变量参数中的每个变量参数对所述预测效果指标的影响程度，以及优化模块，用于在目标工况条件下，基于所述影响程度和所述参数敏感性系数，从所述至少一个变量参数中确定所述驱动轴跟踪误差的目标变量参数，并优化所述目标变量参数，以生成使驱动轴跟踪误差和预测偏差达到预设优化条件的最优目标变量参数。
[0014]可选地，在本申请的一个实施例中，所述计算模块包括：表达式确定单元，用于基于所述至少一个变量参数，确定所述驱动轴跟踪误差的计算表达式；微分单元，用于对所述计算表达式进行微分运算，得到所述至少一个变量参数中的任一变量参数的参数敏感性系数：
[0015][0016]其中，η
si
为第i个变量参数的参数敏感性系数，f为所述驱动轴跟踪误差的计算函数，x
i
为所述任一变量参数。
[0017]可选地，在本申请的一个实施例中，还包括：运算单元，用于在分析所述至少一个变量参数中的每个变量参数的影响程度之前根据所述驱动轴跟踪误差的计算表达式，计算第一驱动轴跟踪误差；获取单元，用于采用实际加工实验结果或者仿真分析结果，获取第二驱动轴跟踪误差；构建单元，用于基于所述第一驱动轴跟踪误差和所述第二驱动轴跟踪误差，构建所述驱动轴跟踪误差的预测结果指标。
[0018]可选地，在本申请的一个实施例中，所述分析模块包括：设值单元，用于分别为所述每个变量参数设置多组不同数值；仿真单元，用于根据所述多组不同数值，对所述驱动轴跟踪误差进行计算和仿真，得到所述驱动轴跟踪误差的计算结果和仿真结果；处理单元，用于根据所述计算结果和所述仿真结果，分析所述多组不同数值对应的所述每个变量参数对所述预测效果指标的影响程度。
[0019]可选地，在本申请的一个实施例中，所述优化模块包括：参数确定单元，用于根据所述目标工况条件确定所述驱动轴的机械结构参数；选取单元，用于基于所述驱动轴的机械结构参数和参数敏感性系数，选取所述目标变量参数；调整单元，用于基于所述预设优化方式，调整所述目标变量参数，得到所述最优目标变量参数，并根据所述最优目标变量参数，降低所述驱动轴跟踪误差和所述预测偏差。
[0020]本申请第三方面实施例提供一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序，以实现如上述实施例所述的驱动轴跟踪误差的参数敏感性分析方法。
[0021]本申请第四方面实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种驱动轴跟踪误差的参数敏感性分析方法，其特征在于，包括以下步骤：基于驱动轴跟踪误差的至少一个变量参数，确定所述驱动轴跟踪误差的计算表达式，并通过所述计算表达式计算所述驱动轴跟踪误差的参数敏感性系数；基于预先构建的驱动轴跟踪误差的预测效果指标，分析所述至少一个变量参数中的每个变量参数对所述预测效果指标的影响程度，以及在目标工况条件下，基于所述影响程度和所述参数敏感性系数，从所述至少一个变量参数中确定所述驱动轴跟踪误差的目标变量参数，并优化所述目标变量参数，以生成使驱动轴跟踪误差和预测偏差达到预设优化条件的最优目标变量参数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于驱动轴跟踪误差的至少一个变量参数，确定所述驱动轴跟踪误差的计算表达式，并通过所述计算表达式计算所述驱动轴跟踪误差的参数敏感性系数，包括：基于所述至少一个变量参数，确定所述驱动轴跟踪误差的计算表达式；对所述计算表达式进行微分运算，得到所述至少一个变量参数中的任一变量参数的参数敏感性系数：其中，η
si
为第i个变量参数的参数敏感性系数，f为所述驱动轴跟踪误差的计算函数，x
i
为所述任一变量参数。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在分析所述至少一个变量参数中的每个变量参数的影响程度之前，还包括：根据所述驱动轴跟踪误差的计算表达式，计算第一驱动轴跟踪误差；采用实际加工实验结果或者仿真分析结果，获取第二驱动轴跟踪误差；基于所述第一驱动轴跟踪误差和所述第二驱动轴跟踪误差，构建所述驱动轴跟踪误差的预测结果指标。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分析所述至少一个变量参数中的每个变量参数对所述预测效果指标的影响程度，包括：分别为所述每个变量参数设置多组不同数值；根据所述多组不同数值，对所述驱动轴跟踪误差进行计算和仿真，得到所述驱动轴跟踪误差的计算结果和仿真结果；根据所述计算结果和所述仿真结果，分析所述多组不同数值对应的所述每个变量参数对所述预测效果指标的影响程度。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在目标工况条件下，基于所述影响程度和所述参数敏感性系数，从所述至少一个变量参数中确定所述驱动轴跟踪误差的目标变量参数，并优化所述目标变量参数，以生成使驱动轴跟踪误差和预测偏差达到预设优化条件的最优目标变量参数，包括：根据所述目标工况条件确定所述驱动轴的机械结构参数；基于所述驱动轴的机械结构参数和参数敏感性系数，选取所述目标变量参数；基于所述预设优化方式，调整所述目标变量参数，得到所述最优目标变量参数，并根据所述最优目标变量参数，降低所述驱动轴跟踪误差和所述预测偏差。
6.一种驱动轴跟踪误差的参数敏感性分析装置，其特征在于，包括：计算模块，基于驱动轴跟踪误差的至少一个变量参数，确定所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王冬，王立平，韩策，李学崑，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：