[发明专利]基于模块化的飞机机械操纵系统动力学参数优化方法

权利要求书

1.一种基于模块化的飞机机械操纵系统动力学参数优化方法，其特征在于，通过将飞机软式传动系统以钢索-滑轮机构模块以及钢索单元模块的形式进行模拟，根据模拟结果计算得到钢索-滑轮机构以及钢索单元的对应钢索伸长量、输出拉力以及响应迟滞时间，通过输出拉力与轴向拉力的相接，实现钢索与滑轮机构的混合串联拼接模型，得到飞机软式机械操纵系统的整体动力学模型；然后通过遗传算法，评价飞机软式传动系统的迟滞时间、系统整体等效刚度和整体摩擦，实现对传动系统的主要输入参数的优化；

所述的主要输入参数包括：钢索直径、弹性模量、初始拉力和轴向拉力；

所述的钢索-滑轮机构模块的输入参数包括：钢索直径、弹性模量、初始拉力、刚性位移、滑轮半径、轴向拉力、滑轮包角和钢索密度，输出参数包括：钢索伸长量、输出拉力和钢索迟滞时间；

所述的钢索单元模块的输入参数包括：钢索直径、钢索长度、弹性模量、钢索密度、初始拉力和轴向拉力，输出参数包括：钢索伸长量、输出拉力及迟滞时间。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的钢索-滑轮机构模块输入相应的参数后，根据应变能公式求出广义弹性力，单独计算钢索与滑轮的法向接触力和切向接触力，最后根据动力学方程，输出相应的动力学特性参数，包括钢索伸长量、输出拉力和钢索迟滞时间。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的钢索单元模块输入相应的参数后，根据虚功原理计算得到广义外力、广义弹性力和广义阻尼力，最后根据动力学方程，输出相应的动力学特性参数，包括钢索伸长量、输出拉力及迟滞时间。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的模拟，通过钢索-滑轮机构模块和钢索单元模块实现，具体为：钢索-滑轮机构模块与钢索单元模块相连并传递钢索伸长量和输出拉力信息，相邻两级钢索单元模块相连并传递钢索伸长量和输出拉力信息，本级钢索-滑轮机构模块与下一级钢索单元模块相连并传递钢索伸长量和输出拉力信息，本级钢索单元模块与下一级钢索-滑轮机构模块相连，以此类推直至整体软式传动系统拼接完成。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征是，对传动系统的主要输入参数的优化，通过遗传算法的参数优选实现，具体为：在整体软式传动系统建模完成的基础上，首先进行初始化，设置初始群体；接着进行个体评价，计算群体中各个个体的适应度；然后进行选择运算，交叉运算，变异运算，对群体中的个体串的某些基因座上的基因值作变动；接着重复进行选择选择运算，交叉运算，变异运算；最后根据终止条件判断，输出最优解，得到优化参数，包括钢索直径d、弹性模量E、初始拉力T₀和轴向拉力T。