基于4-PSE并联机构的地质沉积模拟平台运动学分析

地质沉积模拟平台是定量研究地质沉积理论的重要装置。为满足沉积模拟大型化、精细化和定量化的研究需求,基于4-PSE并联机构设计一种可进行全方位调姿运动的地质沉积模拟平台,对其运动学特性进行研究。结合模拟平台的工作原理,对4-PSE并联机构的自由度进行计算,推导模拟平台的运动学方程。在ADAMS软件中建立模拟平台的虚拟样机模型,利用运动学仿真结果对其运动学参数进行理论验证。分析模拟平台的工作空间约束条件,求得其工作空间,绘制相关结构参数对工作空间的影响曲线。研究成果为后续地质沉积模拟平台的多块平台组合系统实验提供了理论基础。

基于Kriging模型的地质沉积模拟平台优化设计

为了优化地质沉积模拟平台的动静态刚度,提出了以最大变形和一阶频率为目标函数的自适应多目标优化方法。通过结合最优空间填充设计和Kriging插值思想,构建了优化设计初始代理模型,并利用实验设计方法、近似最优解局部加密处理的更新迭代思想,建立了在局部区域和全局空间内均有近似高精度的Kriging模型。在此基础上,基于多目标遗传算法得到了目标函数的Pareto最优解。结果表明:优化后,沉积模拟平台的最大应力下降了11.71%,最大变形下降了22.61%,质量下降了1.60%,一阶频率下降了0.70%。