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申请/专利权人:西安交通大学
摘要:公开了一种基于传递误差的弧齿锥齿轮内源激励识别方法,方法中,构建基于弧齿锥齿轮动态传递误差的8自由度齿轮传动系统动力学模型;根据所述弧齿锥齿轮传动动力学模型构造内源激励识别控制模型,并根据所述内源激励识别控制模型构建基于L1范数的稀疏解卷积模型;通过采集齿轮传动的输入和输出转角信号,获得齿轮传动的动态传递误差;根据所述齿轮传动的动态传递误差求解所述基于L1范数的稀疏解卷积模型,获得待识别的弧齿锥齿轮内源激励力,实现齿轮内源激励力的识别。本发明通过测量弧齿锥齿轮动态传递误差来计算齿轮内源激励力,具有操作简单和计算精度高的优点,实现了弧齿锥齿轮内源激励力的间接测量。
主权项:1.一种基于传递误差的弧齿锥齿轮内源激励识别方法,其特征在于,其包括以下步骤:步骤S100:构建基于弧齿锥齿轮副动态传递误差的8自由度的齿轮传动动力学模型,所述的齿轮传动动力学模型表示为: ,其中,、表示主动轮和从动轮质量,、表示主动轮和从动轮绕各自轴线的转动惯量,、表示输入与负载力矩,输入力矩方向与相同,负载力矩方向与相反,、分别输入齿轮轴齿轮和输出轴齿轮的转角信号,、表示主动轮和从动轮的基圆半径,分别为主动轮在所建立坐标系下三个方向上的位移,分别为从动轮在所建立坐标系下三个方向上的位移,分别为主动轮所受啮合力在三个方向上的分量,分别为从动轮所受啮合力在三个方向上的分量;步骤S200:根据所述齿轮传动动力学模型构造内源激励控制模型,并根据所述内源激励识别控制模型建立基于L1范数的稀疏解卷积模型,所述内源激励控制模型表示为: ,式中,表示齿轮等效质量,表示等效激励,,,为齿宽中点螺旋角,为压力角,、分别齿轮输入和输出的转角信号,、分别为动态传递误差和其二阶导数,、分别表示主动轮和从动轮的转动惯量,、表示主动轮和从动轮的基圆半径,、分别表示主动轮输入扭矩和从动轮输出扭矩,表示齿轮啮合阻尼,表示齿轮时变啮合刚度,表示锥齿轮传动的啮合齿面沿啮合点法线方向的相对位移,表示齿侧间隙,基于L1范数的稀疏解卷积模型表示为: ,式中,表示向量的L1范数,表示离散傅里叶余弦变换矩阵,表示待识别弧齿锥齿轮的内源激励向量,表示动态传递误差,表示离散傅里叶余弦变换后的弧齿锥齿轮内源激励向量,表示正则化参数,为采样间隔,表示等效质量,;步骤S300:采集齿轮传动的输入和输出转角信号,获得齿轮传动的动态传递误差,所述弧齿锥齿轮传递误差表示为: ;步骤S400:根据所述动态传递误差求解所述基于L1范数的稀疏解卷积模型,获得待识别的弧齿锥齿轮内源激励力,所述内源激励的基于L1范数的稀疏解卷积模型用ISTA算法求解过程如下:S401:最小化目标函数为:,式中,表示向量的L1范数,表示离散傅里叶余弦变换矩阵,表示待识别弧齿锥齿轮的内源激励向量,表示动态传递误差,表示离散傅里叶余弦变换后的弧齿锥齿轮内源激励向量,表示正则化参数,为采样间隔,表示等效质量,,令、,则最小化目标函数表示为: ,S402:最小化目标函数是的形式,,,通过ISTA算法将最小化目标函数转化为如下形式: ,S403:最小化目标函数中,每一步的迭代写成 ,其中,,为软阈值操作函数,S404:将相邻两个迭代值之差作为迭代终止准则: ,式中,容差表示可接受误差大小,若迭代后的值满足上式迭代终止准则,则终止迭代过程,获得稀疏解卷积解;否则,迭代过程返回步骤S401继续迭代计算,直到满足迭代终止准则。
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百度查询: 西安交通大学 一种基于传递误差的弧齿锥齿轮内源激励识别方法
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