Sensitivity analysis of constrained multibody systems

Summary

The optimization of multibody systems with respect to the dynamical behavior can be formulated as a nonlinear programming problem. Application of optimization algorithms to this problem requires the computation of the gradient of a given performance measure. Sensitivity analysis of constrained multibody systems yields additional ordinary differential equations which can be solved by numerical integration for computing the gradient. Applications to dynamic systems with known analytic solutions show that high accuracy is achievable.

Übersicht

Die Optimierung des dynamischen Verhaltens von Mehrkörpersystemen läßt sich als nichtlineare Parameteroptimierungsaufgabe formulieren. Für die Anwendung von Optimierungsalgorithmen zur Lösung dieses Problems ist es im allgemeinen erforderlich, den Gradienten eines gegebenen Funktionals zu berechnen. Die Empfindlichkeitsanalyse von Mehrkörpersystemen mit algebraischen Bindungsgleichungen liefert dafür gewöhnliche Differentialgleichungen, die numerisch integriert werden können. Anwendungen auf dynamische Systeme mit bekannter analytischer Lösung zeigen die hohe Genauigkeit des vorgestellten Verfahrens.