【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于全局靈敏度分析，具體涉及區間不確定性輸入下運動機構時變輸出的靈敏度分析方法。
技術介紹
1、隨著現代裝備向著高精度、高可靠性的方向發展，在航空航天領域中對機構的運動精度提出了更高的要求。工程實際中，由于輸入因素中普遍存在的不確定性，如部件尺寸、接頭間隙、制造和裝配公差、材料特性、載荷等，這些不確定因素會化為性能響應的不確定性，致使運動機構的實際時變輸出偏離其設計的時變輸出。
2、實際時變輸出與設計時變輸出的偏離，可能會導致運動機構發生振動甚至失效。而對引氣運動機構發生振動甚至失效的主要不確定因素進行調查，并按主要不確定因素的相對重要性對輸入因素進行排序，稱為“故障源鑒別”，可用靈敏度分析技術來實現。
3、靈敏度分析技術旨在探索輸出不確定性向輸入不確定性的分配問題，反映輸入不確定性對輸出響應不確定性的貢獻。運動機構時變輸出的靈敏度分析用于判別致使運動機構實際時變輸出產生不確定性的主要輸入，其結果可以在運動機構的運動精度分析中起到有效地指導，有利于提高運動機構的性能。
4、當前，用于運動機構時變輸出的靈敏度分析方法大多是基于概率模型提出的。在概率領域中，隨機變量能夠較好的描述參數的隨機性，但是需要大量的樣本統計信息。然而，在工程應用領域所面臨的不確定性問題中，我們通常只能獲取到有限且不完整的數據資源，這些數據往往不足以構建一個精確描述真實模型參數值的完整概率模型。不精確概率技術為此提供了一種有效的解決方案，其中最基礎的不精確概率技術是區間模型，它只考慮了數據的下限和上限。區間模型只需
5、目前幾乎沒有研究區間不確定性輸入下運動機構時變輸出靈敏度分析的工作。鑒于此，亟需針對區間變量輸入下運動機構時變輸出的靈敏度分析方法進行研究。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于解決現有技術所存在的區間不確定性輸入下靈敏度分析的不足之處，而提供了區間不確定性輸入下運動機構時變輸出的靈敏度分析方法，量化區間輸入的不確定性如何影響運動機構時變輸出的不確定性，并獲得區間輸入不確定性的貢獻度排序，以此篩選出對運動機構時變輸出的不確定性有顯著影響的輸入。
2、為實現上述目的，本專利技術所提供的技術解決方案是：
3、區間不確定性輸入下運動機構時變輸出的靈敏度分析方法，包括：
4、步驟一、根據區間分析理論，構建區間輸入下運動機構的時變輸出區間過程模型，所述時變輸出區間過程模型是在區間向量x輸入下得到運動機構時變輸出的總區間過程；
5、步驟二、將區間變量輸入xi固定在其區間內的名義值xi處，區間向量x內除區間變量輸入xi以外的其它輸入變量依舊為區間變量，得到運動機構時變輸出的條件區間過程；
6、步驟三、重復所述步驟二將區間變量輸入xi在其區間內遍歷，固定在不同名義值處，得到對應不同名義值的不同條件區間過程；根據總區間過程和不同條件區間過程構建不同區間過程模型，將不同的所述區間過程模型的幾何曲面累積形成區間場模型；
7、步驟四、基于所述區間場模型中區間場之間的體積比定義全局靈敏度指標λi，根據全局靈敏度指標λi獲得區間不確定性輸入對運動機構時變輸出的貢獻度排序。
8、作為本專利技術的進一步限定，所述步驟一具體為：
9、(11)定義運動機構的時間變量t，其中，在運動機構運動過程中，將時間變量，定義為：
10、t∈[ts，tf]
11、式中，ts表示時間觀察區域的初始時刻，tf表示時間觀察區域的終止時刻；
12、(12)定義運動機構的區間向量x＝[x1，x2，…，xn]，其中，區間向量x中單個區間變量輸入xi定義為：
13、
14、式中，i表示區間，表示區間變量輸入xi的下界，表示區間變量輸入xi的上界；
15、(13)根據區間分析理論，區間變量輸入xi的半徑xr定義為：
16、
17、區間變量輸入xi的中值xc定義為：
18、
19、(14)定義運動機構的輸出y(t)，運動機構時變輸出的總區間過程中，將時間區間離散表示為：
20、
21、在任意時刻tj，運動機構的輸出也為區間，表示為：
22、
23、式中，表示輸出區間的下界，表示輸出區間的上界；
24、(15)定義運動機構的輸入與輸出之間關系，表示為：
25、y(t)＝f(x，t)；
26、運動機構的時變輸出是區間過程模型，表示為yi(t)，表達式為：
27、
28、式中，yl(t)表示區間過程的下邊界線，yu(t)表示區間過程的上邊界線。
29、作為本專利技術的進一步限定，所述步驟二具體為：
30、(21)將區間變量輸入xi固定在其區間內的名義值xi處，表示為：
31、
32、式中，表示區間變量輸入xi的區間；
33、(22)區間向量x內除區間變量輸入xi內除名義值xi以外的其它輸入變量依舊為區間變量，表示為：
34、
35、(23)運動機構時變輸出的條件區間過程表示為：
36、
37、作為本專利技術的進一步限定，所述步驟三中：
38、(31)將區間變量輸入xi在其區間內遍歷，表示為：
39、
40、式中，表示區間變量輸入xi的第k個名義值，表示區間變量輸入xi的區間；
41、(32)得到對應不同名義值的不同條件區間過程
42、(33)根據總區間過程和不同條件區間過程構建不同區間過程模型，包括：
43、對區間過程模型進行擴展，區間過程模型包括總區間過程yi(t)和條件區間過程
44、所述擴展將區間過程模型對應的幾何表面沿一定方向堆疊成一個幾何體，所述幾何體為運動機構時變輸出的區間場模型；
45、(34)將不同的所述區間過程模型的幾何曲面累積形成區間場模型，包括：
46、根據所述區間場模型的構建原理，區間場模型包括總區間過程yi(t)累積形成的總區間場和條件區間過程累積形成的條件區間場yi(xi，t)。
47、作為本專利技術的進一步限定，總區間過程yi(t)對應的總區間場中，總區間過程yi(t)對應的幾何曲面從區間變量輸入xi的下界到區間變量輸入xi的上界堆疊累積形成幾何體，其定義為：
48、
49、式中，表示總區間場的下邊界面，表示總區間場的上邊界面；條件區間場yi(xi，t)中，不同名義值下的條件區間過程對應的幾何曲面從區間變量輸入xi的下界到區間變量輸入xi的上界堆疊累積形成幾何體，其定義為：
50、yi(xi，t)＝[yl(xi，t)，yu(xi，t)]
51、式中，yl(xi，t)表示條件區間場本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.區間不確定性輸入下運動機構時變輸出的靈敏度分析方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的區間不確定性輸入下運動機構時變輸出的靈敏度分析方法，其特征在于，所述步驟一具體為：
3.根據權利要求1所述的區間不確定性輸入下運動機構時變輸出的靈敏度分析方法，其特征在于，所述步驟二具體為：
4.根據權利要求1所述的區間不確定性輸入下運動機構時變輸出的靈敏度分析方法，其特征在于，所述步驟三中：
5.根據權利要求4所述的區間不確定性輸入下運動機構時變輸出的靈敏度分析方法，其特征在于，總區間過程YI(t)對應的總區間場中，總區間過程YI(t)對應的幾何曲面從區間變量輸入Xi的下界到區間變量輸入Xi的上界堆疊累積形成幾何體，其定義為：
6.根據權利要求1所述的區間不確定性輸入下運動機構時變輸出的靈敏度分析方法，其特征在于，所述步驟四具體包括：
7.根據權利要求6所述的區間不確定性輸入下運動機構時變輸出的靈敏度分析方法，其特征在于，總區間場的體積其計算公式定義為：
8.根據權利要求1所述的區間不確定性輸入下
9.根據權利要求7所述的區間不確定性輸入下運動機構時變輸出的靈敏度分析方法，其特征在于，計算靈敏度指標時求解區間場的體積與幾何體的總體積，其中：
...【技術特征摘要】
1.區間不確定性輸入下運動機構時變輸出的靈敏度分析方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的區間不確定性輸入下運動機構時變輸出的靈敏度分析方法，其特征在于，所述步驟一具體為：
3.根據權利要求1所述的區間不確定性輸入下運動機構時變輸出的靈敏度分析方法，其特征在于，所述步驟二具體為：
4.根據權利要求1所述的區間不確定性輸入下運動機構時變輸出的靈敏度分析方法，其特征在于，所述步驟三中：
5.根據權利要求4所述的區間不確定性輸入下運動機構時變輸出的靈敏度分析方法，其特征在于，總區間過程yi(t)對應的總區間場中，總區間過程yi(t)對應的幾何曲面從區間變量輸入xi的下界到區間變量輸入xi的上界堆疊累積形成...
【專利技術屬性】
技術研發人員：宋榮曜，周長聰，李佳璐，芮靜，李行行，
申請(專利權)人：西北工業大學，
類型：發明
國別省市：
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