基于直接灵敏度法的含关节摩擦多体系统系统与控制器同步优化设计
系统与控制
2023-12-27 v1 计算工程、金融与科学
数值分析
系统与控制
动力系统
数值分析
最优化与控制
摘要
现实世界中的多体系统常受到摩擦、关节间隙及外部事件等现象的影响，这些现象会显著影响系统及其控制器的优化设计。本文针对含关节摩擦的多体动力学系统，提出了一种基于直接灵敏度法进行梯度计算的基于梯度的优化方法。在全面回顾多年来发展的各种摩擦模型后，发现 Brown-McPhee 模型因其动态仿真精度高且与灵敏度分析兼容，最适合本研究。该方法支持系统与控制器的协同设计，这对于执行机构与设计高度相互依赖的机器人和伺服机械系统等应用尤为重要。数值结果基于 MBSVT (Multi-Body Systems at Virginia Tech) 软件包的新实现获得；MBSVT 2.0 已使用 Julia 语言重新编程，既便于实现又保持了高计算效率。文中提供了三个案例研究，以展示同步最优设计与控制方法在特定应用中的优越特性。
引用
@article{arxiv.2312.15771,
title = {Simultaneous Optimal System and Controller Design for Multibody Systems with Joint Friction using Direct Sensitivities},
author = {Adwait Verulkar and Corina Sandu and Adrian Sandu and Daniel Dopico},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.15771},
year = {2023}
}