基于Isight的并聯(lián)構型裝備多目標優(yōu)化設計研究.pdf

1、并聯(lián)構型裝備是以并聯(lián)機構作為主傳動進給機構的機器人操作機、機床以及由該類機構作為執(zhí)行機構組成的制造單元。本文綜合考慮并聯(lián)機構運動學、動力學等性能，擬建立一個基于多目標優(yōu)化設計軟件Isight的并聯(lián)構型裝備多目標優(yōu)化及穩(wěn)健性優(yōu)化設計平臺，主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　(1)介紹并聯(lián)機構研究的數(shù)學基礎。包括并聯(lián)機構位置逆解、Jacobian矩陣、動力學模型、操作空間質量矩陣和廣義慣性橢球等理論基礎，以及并聯(lián)機構工作空間、運動學靈

2、巧性、動力學靈巧性、承載能力、剛度和支鏈驅動力等性能指標的建立方法;
　　(2)建立基于Isight的并聯(lián)構型裝備多目標優(yōu)化設計及穩(wěn)健性優(yōu)化設計方法與流程。根據(jù)Isight運行原理，集成各類工程軟件，建立基于Isight的并聯(lián)構型裝備優(yōu)化設計流程，并在此流程基礎上，搭建并聯(lián)構型裝備多目標優(yōu)化設計平臺;
　　(3)并聯(lián)構型裝備多目標優(yōu)化設計工程案例研究。以3-UPS-S并聯(lián)機構、盾構管片拼裝機4-SPS-S并聯(lián)微調(diào)機構的多目標

3、優(yōu)化設計為研究案例，基于Isight集成MATLAB、Pro/E、ANSYS、ADAMS等軟件實現(xiàn)自動建模、自動分析仿真及性能指標的自動化計算，建立基本流程;利用試驗設計分析因子對響應的影響程度，利用多目標優(yōu)化對試驗設計所得的近似最優(yōu)解進行優(yōu)化，并基于TaskPlan組件有機結合試驗設計與優(yōu)化設計組件，在基本流程基礎上搭建優(yōu)化設計操作平臺，實現(xiàn)多目標優(yōu)化，得到Pareto解集及Pareto前沿，并從中折衷選取合適的最優(yōu)解;將運動學、動力

4、學靈巧性統(tǒng)稱為動態(tài)靈巧性，并以此為目標進行優(yōu)化，比較優(yōu)化前后局部、全域動態(tài)靈巧性，定義并計算優(yōu)化后機構的最優(yōu)工作區(qū)域;
　　(4)并聯(lián)構型裝備穩(wěn)健性設計優(yōu)化研究?；贗sight對太陽能收集板4-SPS-S并聯(lián)調(diào)姿機構進行穩(wěn)健性分析;將隨機變量及質量約束的Sigma水平作為約束條件，確定性優(yōu)化目標的均值與方差作為穩(wěn)健性優(yōu)化目標，在確定性優(yōu)化基礎上對該機構進行6Sigma穩(wěn)健性優(yōu)化，并對結果進行分析。
　　本文提出一種基于Is