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分布式仿真、分析与优化是多体机械系统协同设计的重要研究方向,系统的态灵敏度为系统的优化设计和重分析提供有用的信息,从而成为多体机械系统动态优化设计研究的重要内容。 本文在大量调研国内外相关文献基础上,针对多体机械系统,采用分布式对象技术、计算机网络技术、多体仿真技术、数据库技术等建立了基于CORBA(Common Object Request Broker Architecture)的多体机械系统灵敏度分析、仿真软件环境。主要工作包括: 选用Inprise公司的ORB产品VisiBroker作为中间件构建基于CORBA的分布式计算环境,采用Access数据库管理相关数据,选择C++ Builder和Java作为前端开发工具,后台服务程序采用FORTRAN编写,接口语言为IDL,图形仿真采用OpenGL。建立基于CORBA的分布式计算环境的核心是系统的软件总线,客户通过软件总线向服务器发出请求,服务器通过软件总线将计算结果返回到客户端。 基于通用的多体机械系统运动学数学模型,常微分方程形式的动力学数学模型、微分/代数方程形式的动力学数学模型分别采用直接微分方法、伴随变量方法推导出了系统的状态灵敏度方程的通用形式。对于微分/代数形式的数学模型?本论文采用近年发展的惩罚函数方法进行数值积分,对于常微分方程,采用Runge-Kutta方法进行数值积分,对于代数方程,采用Newton-Raphson迭代方法求解,并在CORBA环境下实现。 基于所完成的系统运动学分布式仿真软件,实现了双摆机构、平面四连杆机构、曲柄滑块机构的分布式灵敏度分析算例,验证了本文方法的正确性。用户可以在客户端提交灵敏度仿真分析所需要的基本参数,在服务器端完成系统数学模型的自动建立、数值分析及数据管理,相应的图形仿真结果反馈回客户端。 上述工作为复杂机械系统计算机辅助工程的分布式优化分析与设计奠定了基础。