少自由度并聯(lián)機構尺度參數(shù)的多目標優(yōu)化研究.pdf

1、少自由度并聯(lián)機構以其結構簡單、逆解求解簡單與控制簡單等優(yōu)點在工程應用越來越得到重視。在工程應用中，設計者一般同時關注是并聯(lián)機構的多個使用性能要求，在并聯(lián)機構構型確定的情況下，機構的尺度參數(shù)決定了機構的性能。因此，研究同時針對多個機構性能評價目標的機構尺度參數(shù)優(yōu)化問題是十分重要而且必要的。
　　本文以典型3-PRS并聯(lián)機構為研究對象，利用螺旋理論分析動平臺運動的自由度類型和數(shù)目，建立3-PRS機構模型。同時針對尺度參數(shù)的優(yōu)化問題需要

2、，研究少自由度并聯(lián)機構的性能評價指標，給出了用于評價3-PRS機構工作空間、運動靈巧性、精度等性能的量化評價指標，并針對3-PRS機構動平臺有轉動自由度和平動自由度給出將轉動和平動的靈巧性、精度性能分別評價的評價指標，避免了由于旋轉運動和平移運動量綱不同帶來的性能評價指標物理意義不明確的問題。針對機構尺度加工誤差將引起機構性能變化的問題，給出機構性能對于機構尺度參數(shù)變化的魯棒性評價，用于機構參數(shù)優(yōu)化解選取的參考指標。
　　研究多目

3、標優(yōu)化問題的求解方法，設計復合局部鄰域搜索方法與遺傳變異算法的Pareto多目標最優(yōu)化求解算法。利用Pareto優(yōu)化算法的測試問題，驗證算法求解的有效性。同時利用設計算法對簡單平面并聯(lián)機構進行尺度優(yōu)化求解結果，將結果與經(jīng)典圖譜法在尺度參數(shù)設計中的結果對比，驗證該算法的有效性。針對在優(yōu)化目標數(shù)多于2個時Pareto最優(yōu)解的分布無法直觀顯示給設計者的問題，給出基于 Pareto最優(yōu)解集的特征數(shù)值描述方法，使設計者通過不斷修改目標空間約束值，