[发明专利]一种用于多自由度并联机构的实时控制动力学建模方法

权利要求书

1.一种用于多自由度并联机构的实时控制动力学建模方法，其特征在于采用如下步骤：

1）在并联机构处于绝对零位时，在并联机构的动平台中心点处分别建立静坐标系{B}和动坐标系{T}，确定并联机构的各个运动副中心点在动坐标系{T}下的坐标值                                                ，计算出各个运动副中心点在静坐标系{B}下的坐标值；

2）采用杆长长度约束方程求得并联机构的运动学逆解方程，L_i为并联机构的第i支链的长度，为与第i支链相联运动副的中心点B_i和P_i之间的距离，z_i为并联机构驱动构件在静坐标系{B}下的位置，为动平台中心点的位姿参数；

3）将为系统的广义坐标系，对两端分别进行时间微分得到，求得并联机构的雅各比矩阵；

4）计算系统动能T和系统势能P；

5）计算拉格朗日函数L=T-P；

6）编程实现广义驱动力向量，建立系统动力学模型；

    7）利用雅各比矩阵将系统动力学模型中的广义驱动力向量Q转化为各关节的驱动力向量，对所述系统动力学模型进行仿真，重复步骤4）、5）、6），建立并联机构的简化动力学模型；

8）在相同的运动条件下分别对步骤6）中的系统动力学模型和步骤7）中的简化动力学模型进行仿真，建立由模型简化引起的误差补偿模型，该误差补偿模型的输入为位姿参数，输出为所述系统动力学模型输出驱动力与所述简化动力学模型输出驱动力之间的误差；建立BP神经网络并离线训练，BP神经网络的输入层神经元个数和输出层神经元个数与所述误差补偿模型的输入和输出个数相同；

9）由简化动力学模型和训练好的BP神经网络实现对简化动力学模型的误差补偿，完成实时控制动力学模型的构建。

2.根据权利要求1所述一种用于多自由度并联机构的实时控制动力学建模方法，其特征在于：步骤7）中，利用MATLAB，对所述系统动力学模型进行仿真，利用MATLAB中的“tic”和“toc”指令分别测得并联机构各构件的动力学求解时间，并求解出各构件的动力学求解时间占整个并联机构动力学求解时间的百分比，将支链质量平均分为两部分，一部分集中于与支链相连的动平台质心处，另一部分集中于与支链相连的滑块质心处。

3.根据权利要求1所述一种用于多自由度并联机构的实时控制动力学建模方法，其特征在于：步骤4中），系统动能T包括动平台动能、支链动能、滑块动能及不可忽略的其他构件动能，系统势能P包括动平台势能、支链势能、滑块势能及不可忽略的其他构件势能。