少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)尺度參數(shù)的多目標(biāo)優(yōu)化研究.pdf

1、少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、逆解求解簡(jiǎn)單與控制簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)在工程應(yīng)用越來(lái)越得到重視。在工程應(yīng)用中，設(shè)計(jì)者一般同時(shí)關(guān)注是并聯(lián)機(jī)構(gòu)的多個(gè)使用性能要求，在并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型確定的情況下，機(jī)構(gòu)的尺度參數(shù)決定了機(jī)構(gòu)的性能。因此，研究同時(shí)針對(duì)多個(gè)機(jī)構(gòu)性能評(píng)價(jià)目標(biāo)的機(jī)構(gòu)尺度參數(shù)優(yōu)化問(wèn)題是十分重要而且必要的。
　　本文以典型3-PRS并聯(lián)機(jī)構(gòu)為研究對(duì)象，利用螺旋理論分析動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)的自由度類(lèi)型和數(shù)目，建立3-PRS機(jī)構(gòu)模型。同時(shí)針對(duì)尺度參數(shù)的優(yōu)化問(wèn)題需要

2、，研究少自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，給出了用于評(píng)價(jià)3-PRS機(jī)構(gòu)工作空間、運(yùn)動(dòng)靈巧性、精度等性能的量化評(píng)價(jià)指標(biāo)，并針對(duì)3-PRS機(jī)構(gòu)動(dòng)平臺(tái)有轉(zhuǎn)動(dòng)自由度和平動(dòng)自由度給出將轉(zhuǎn)動(dòng)和平動(dòng)的靈巧性、精度性能分別評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，避免了由于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和平移運(yùn)動(dòng)量綱不同帶來(lái)的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)物理意義不明確的問(wèn)題。針對(duì)機(jī)構(gòu)尺度加工誤差將引起機(jī)構(gòu)性能變化的問(wèn)題，給出機(jī)構(gòu)性能對(duì)于機(jī)構(gòu)尺度參數(shù)變化的魯棒性評(píng)價(jià)，用于機(jī)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化解選取的參考指標(biāo)。
　　研究多目

3、標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題的求解方法，設(shè)計(jì)復(fù)合局部鄰域搜索方法與遺傳變異算法的Pareto多目標(biāo)最優(yōu)化求解算法。利用Pareto優(yōu)化算法的測(cè)試問(wèn)題，驗(yàn)證算法求解的有效性。同時(shí)利用設(shè)計(jì)算法對(duì)簡(jiǎn)單平面并聯(lián)機(jī)構(gòu)進(jìn)行尺度優(yōu)化求解結(jié)果，將結(jié)果與經(jīng)典圖譜法在尺度參數(shù)設(shè)計(jì)中的結(jié)果對(duì)比，驗(yàn)證該算法的有效性。針對(duì)在優(yōu)化目標(biāo)數(shù)多于2個(gè)時(shí)Pareto最優(yōu)解的分布無(wú)法直觀顯示給設(shè)計(jì)者的問(wèn)題，給出基于 Pareto最優(yōu)解集的特征數(shù)值描述方法，使設(shè)計(jì)者通過(guò)不斷修改目標(biāo)空間約束值，