基于改进蚁群算法的3-PPR并联机构位置正解研究

针对3-PPR并联机构位置正解问题,运用螺旋理论计算其自由度,并分析其运动特性,同时通过解析法构建该并联机构的完整运动学逆解。将并联机构运动学正解问题的求解转化为对目标函数优化问题的求解,并基于此建立该并联机构正解的目标函数优化模型。通过对基本蚁群算法进行有效的改进,构建了可用于求解连续优化问题的改进蚁群算法。运用该算法求解3-PPR并联机构的运动学正解并进行Matlab仿真分析,对比传统数值方法和改进蚁群算法,证实该算法具有良好的全局寻优能力,并能避免初值和局部最优值对计算结果的影响,可有效应用于求解并联机构的位置正解问题。

基于连续蚁群算法的3-RPS并联机构正解

为了避免传统数值方法求解并联机构正解问题的弊端,提出了一种将并联机构正解问题转化为目标函数优化问题的求解方法。并联机构正解的核心问题是求解一组多元耦合非线性方程组,以此为依据建立了并联机构正解的目标函数优化模型,并提出了一种简单的连续蚁群算法来求解该优化模型。以求解3-RPS并联机构正解为例进行了仿真分析。结果表明,该算法具有良好的全局寻优功能,能够避免初始值和局部极小值对计算结果的影响,不用计算雅可比矩阵及其逆阵,且计算精度满足并联机构正解的要求。

应用改进蚁群算法的月壤采样试验机构运动学优化

为了使探月工程采样封装模拟试验能得到更加准确的数据,需要对试验装置3-UPS/PU的控制非常精确,因此针对该机构提出了一种精度很高的运动学正解算法,将求解正解方程组转化为求解最小值问题,推导出可用于求解运动学正解的蚁群算法模型,并针对连续蚁群算法存在的缺陷进行了改进。运用该算法计算了3-UPS/PU的运动学正解,并同传统Newton-Raphson做了对比,证明该算法不受初值的影响,并且有良好的全局寻优能力和较高的精度,是一种具有高精度的能高速求解机构运动学正解的高效方法,对实验的顺利进行有一定的指导作用。