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A.Callejo。;加西亚·德贾隆，J。

计算多体系统独立灵敏度的混合直接自动微分方法。 （英语） Zbl 1352.70011号

国际期刊数字。方法工程。 100，第12期，933-952（2014）.
摘要：灵敏度分析在机械工程中的有用性是众所周知的。敏感性分析应用的有趣示例包括基于梯度的优化方法中梯度的计算，以及确定特定响应或目标的参数相关性。在多体动力学领域，分析灵敏度方法往往非常复杂，因此经常使用数值微分，这会降低数值精度。本文提出了一种基于状态空间运动微分方程的简单而新颖的方法。二阶运动微分方程的数量等于自由度的数量，即每个独立加速度有一个微分方程。然后，通过自动微分和用户无需手动干预，根据参数对动力学方程进行微分。通过将灵敏度方程添加到动力学方程中，可以使用标准积分器稳健地计算正向动力学和独立灵敏度。通过分析三个数值例子（单摆、四杆机构和18自由度教练），并将结果与数值微分方法的结果进行比较，来评估效率和准确性。结果表明，采用自动微分的独立灵敏度积分对机床精度是稳定和准确的。

MSC公司：

70E55型 多体系统动力学
65页99 动力系统中的数值问题

关键词：

敏感性分析;坐标分割法;Maggi公式;直接微分法;自动微分

软件：

ADOL-C公司;ADIC2公司;ADIC公司
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit｛A.Callejo｝和\textit｛J.GarcíA de Jalón｝，国际数字。方法工程100，No.12，933--952（2014；Zbl 1352.70011）
全文： 内政部

参考文献：

[1] Dopico，ODE多体公式的直接和伴随灵敏度分析，J.Compute。非线性动力学10（1）pp 011012–（2014）·doi:10.1115/1.4026492
[2] 塞尔维亚人，多体系统分析中的运动学和动力学导数，结构和机械力学26（2），第145页–（1998）·doi:10.1080/08905459808945425
[3] Chang，采用约束破坏稳定化方法的机械系统优化设计，ASME机械、传动和自动化设计期刊107 pp 493–（1985）·doi:10.115/1.3260751
[4] Haug，《计算机辅助优化设计：结构和机械系统》，第705页–（1987）
[5] Krischnaswani P Whage RA Haug EJ《通过直接微分法对约束动力系统进行设计敏感性分析技术报告83-5》，爱荷华州爱荷华城爱荷华大学，1983年
[6] 塞尔维亚人R Freeman JS多体动力学系统设计灵敏度的直接微分法ASME设计工程技术会议和工程中的计算机会议，96-DETC/DAC-1087，加利福尼亚州欧文，1996
[7] Bestle，分析和优化多体系统，结构和机械力学20（1），第67页–（1992）·doi:10.1080/08905459208905161
[8] Bestle，约束多体系统的灵敏度分析，应用力学档案62 pp 181–（1992）·Zbl 0759.70014号
[9] 曹，微分代数方程的伴随灵敏度分析：算法和软件，计算与应用数学杂志149页171–（2002）·Zbl 1013.65084号 ·doi:10.1016/S0377-0427（02）00528-9
[10] 曹，微分代数方程的伴随灵敏度分析：伴随DAE系统及其数值解，SIAM科学计算杂志24（3）pp 1076–（2003）·Zbl 1034.65066号 ·doi:10.1137/S1064827501380630
[11] Maly，微分代数系统灵敏度分析的数值方法和软件，《应用数值数学杂志》20（1-2），第57–（1996）页·Zbl 0854.65056号 ·doi:10.1016/0168-9274（95）00117-4
[12] 使用近似概念的多体系统的Etman LFP优化博士论文，1997年
[13] Pagalday JM Optimizacionón del comportamiento dinámico de mecanismos博士论文，1994年
[14] 塞尔维亚人，多体动力学系统中未知参数的识别和可识别性，多体系统动力学5 pp 335–（2001）·Zbl 1049.70594号 ·doi:10.1023/A:1011434711375
[15] Banerjee JM McPhee J多体系统的图论灵敏度分析多体动力学2011 ECCOMAS专题会议Samin JC Fisette P Brussels，Belgium 2011
[16] García de Jalón，Maggi方程的有效解，计算与非线性动力学杂志7（2）pp 021003-（2012）·数字对象标识代码：10.1115/1.4005238
[17] Serna，基本坐标下低副平面机构的动力学分析，《机构与机器理论》17 pp 397–（1982）·doi:10.1016/0094-114X（82）90032-5
[18] Wehage，约束动力系统分析中降维的广义坐标划分，ASME机械设计杂志104 pp 247–（1982）·数字对象标识代码：10.1115/1.3256318
[19] Wang，刚性多体系统设计灵敏度分析的隐式数值积分，基于力学的结构和机械设计33（1）pp 1–（2005）·doi:10.1081/SME-200045801
[20] Brüls，有限旋转动态机械系统的灵敏度分析，国际工程数值方法杂志74（13）第1897页–（2008）·Zbl 1195.70003号 ·数字对象标识代码：10.1002/nme.2232
[21] Banerjee，多体动力学，应用科学计算方法，第123页–（2013）
[22] Bischof，IUTAM机械系统优化、固体力学及其应用研讨会，第41页–（1996）·doi:10.1007/978-94-009-0153-7_6
[23] Dürrbaum，刚体系统数学建模和计算机模拟中自动微分和符号微分的比较，多体系统动力学7（4）pp 331–（2002）·Zbl 1007.70003号 ·doi:10.1023/A:1015523018029
[24] Griewank，评估衍生品：算法微分的原理和技术（2008）·Zbl 1159.65026号 ·doi:10.1137/1.9780898717761
[25] Neto，使用复合材料组件的柔性多体系统的灵敏度分析，《国际工程数值方法杂志》77（3），第386页–（2009）·Zbl 1155.74389号 ·doi:10.1002/nme.2417
[26] 塞尔维亚人，实时车辆模拟的全球独立坐标，机械设计杂志122（4）pp 575–（2000）·doi:10.1115/1289389
[27] Krishnaswami P Bhatti MA约束动力系统设计灵敏度分析的通用方法技术报告ASME论文84-DET-1321984
[28] Pagalday，《使用面向对象编程和混合数字符号惩罚公式优化多体动力学》，《机构与机器理论》32（2），第161–（1997）页·doi:10.1016/S0094-114X（96）00037-7
[29] García de Jalón，多体系统的运动学和动力学仿真。实时挑战（1994）·doi:10.1007/978-1-4612-2600-0
[30] 古铁雷斯-洛佩斯M Callejo A GarcíAde Jalón J使用Maggi公式计算独立灵敏度P.Eberhard P.Ziegler Stuttgart 2012
[31] Martins，《复阶导数近似》，《ACM数学软件汇刊》29（3），第245页–（2003）·Zbl 1072.65027号 ·doi:10.1145/838250.838251
[32] Walther A Griewank A用C/C++2010编写的算法自动微分包https://projects.coin-or.org/ADOL-C
[33] Narayanan，ADIC2：用于区分C和C++的组件源转换系统的开发，Procedia Computer Science 1（1）第1845页–（2010）·doi:10.1016/j.procs.2010.04.206
[34] Callejo，多体系统动态模拟中自动微分工具的性能，《工程软件进展》73，第35页–（2014）·doi:10.1016/j.advengsoft.2014.03.002
[35] Walther，《组合科学计算》第181页–（2012年）·doi:10.1201/b11644-8
[36] Callejo A通过高效多体配方和自动微分技术对车辆进行动态响应优化博士论文，2013年
[37] Pacejka，轮胎和车辆动力学（2005）
[38] Mastinu，《复杂机械系统的优化设计——车辆工程应用》（2006）·1099.74002兹比尔
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