混沌遗传优化方法与平面StephensonⅢ型六杆机构的函数发生器综合

分析了平面StephensonⅢ六杆机构综合的现状 ,综合各种优化方法后 ,对混沌算法和遗传算法的混合进行了分析。利用混沌运动的遍历性、内在随机性、“规律性”以及对初值的敏感性等特点 ,结合遗传优化算法 ,提出了混沌遗传算法。运用MATLAB6.1高级程序设计语言编制了计算程序 ,对平面StephensonⅢ型六杆机构的函数发生器综合 ,从而找到了实现最大精确点时该问题的一批有意义的解 。

基于PSO的平面StephensonⅢ型六杆函数发生机构综合

微粒群优化算法(PSO)具有算法简单、收敛速度较快、全局优化能力较强、控制参数少等优点。基于“三杆组”方法建立了综合StephensonⅢ型六杆函数发生机构的一般方程组,并将之转化为无约束优化模型。首次应用一种改进的PSO———多步长PSO(MSPSO)求解此优化问题,找到了实现输入角-输出角对应精确位置数最大时该问题的一批有意义解,为实际机构的设计提供了多种备选方案。

Stephenson-Ⅲ型平面六杆机构轨迹综合的代数求解

为弥补精确点法、优化法和数值图谱法等已有方法的不足,进一步提高Stephenson-Ⅲ型平面六杆机构连续轨迹综合的精度,提出了一种基于傅氏级数的平面六杆机构轨迹综合的代数求解新方法。通过将Stephenson-Ⅲ型平面六杆机构拆分为四杆机构和二级杆组,对设计变量进行解耦。在利用已建立综合方法得到左侧四杆机构设计参数的基础上,依据复数矢量理论,建立了含有右侧二杆组设计变量的封闭矢量方程式,将由傅氏级数表示的连杆转角函数代入封闭矢量方程中,经过消元、代换将方程转化为由设计变量、连杆转角函数谐波参数和输入转角表示的复数方程。根据复指数的性质,得到了含有机构设计变量和连杆转角函数谐波参数的表达式,确定了转角函数谐波参数与设计变量间的函数关系。根据这一函数关系建立综合设计方程,利用Groebner基代数法进行消元,将综合设计方程化简为含有机构设计参数和连杆转角函数谐波参数一元四次方程,求解得到右侧二杆组设计变量的解析解,建立了右侧二杆组设计变量计算的通用公式。利用该方法进行连杆机构轨迹综合,可以得到左侧四杆机构的12组设计参数以及右侧二杆组的4组设计参数,将所得结果进行组合,最终可以得到48组Stephenson-Ⅲ型平面六杆机构轨迹综合设计参数。通过运动仿真程序对综合结果进行验证,检验其是否存在曲柄,有无分支、顺序问题,并依据综合误差,最终可得到满足要求的设计参数值。在理论分析的基础上,进一步归纳总结明确了使用该方法进行轨迹综合的具体步骤,利用MATLAB软件编写求解程序,并通过数值实例验证该方法的有效性和可行性。结果表明:该方法实现了Stephenson-Ⅲ型平面六杆机构的连续轨迹综合,克服了精确点法受机构未知量个数限制,无法实现多点位轨迹综合的不足。与已有数值图谱法和优化法相比,该方法不需要预先建立数值图谱库,也不需要提供优化初值,其通过方程求解得到综合设计结果,具有求解精度高、计算速度快、可重复性强的优点,更加便于计算机编程,为机构综合软件的开发提供了理论基础。

Stephenson-Ⅲ六杆机构死点位置的研究

当机构处于死点位置时,其机械效率等于0。文中基于机构机械效率与瞬心之间的关系,给出了机构处于死点位置时机构瞬心需满足的充要几何条件,全面讨论了Stephenson-Ⅲ型六杆机构所有可能发生死点的位置;它避免了处理复杂代数方程,并且在处理多杆机构时优越性更加明显,对于含有移动副的连杆机构也是可用的。

Stephenson-Ⅲ型球面六杆机构曲柄存在条件探究

将Stephenson-Ⅲ型球面六杆机构看作是由1个基础球面四杆机构和1个球面二杆组组成的多回路机构。该机构的曲柄存在条件将由其各回路特性共同决定。根据连杆机构的组成原理,运用球面三角学导出球面四杆机构曲柄存在条件,再结合机构的可装配条件,给出了Stephenson-Ⅲ型球面六杆机构曲柄存在条件。构建了机构3维仿真模型,用仿真分析方法验证了结果的正确性。