基于粒子群算法的平面四杆机构优化与动力学仿真

目前,平面四杆机构运动过程中连杆从动件输出的角加速度的线加速度比较大,导致机构运动不平稳,不能很好地满足工作需求.对平面四杆机构连杆及销子进行优化,实现连杆从动件输出的角加速度和线加速度值最小化.创建平面四杆机构链接节点间隙模型和机构矢量简图,对四杆机构的运动节点间隙进行分析,推导了连杆运动的质心线加速度计算公式.四杆机构连接销子采取虚拟质量,引入粒子群算法优化连杆运动参数,结合具体实例对优化前和优化后的四杆机构从动件进行运动学仿真.仿真结果显示:优化前两个从动件输出的角加速度最大值分别为2.4×10~3 rad·s~(-2)和-5.0×10~3rad·s~(-2),优化后两个从动件输出的角加速度最大值分别为-0.6×10~3 rad·s~(-2)和-0.8×10~3rad·s~(-2);优化前两个从动件输出的线加速度最大值分别为0.27×103 m·s~(-2)和0.55×10~3 m·s~(-2),优化后两个从动件输出的线加速度最大值分别为-0.07×10~3 m·s-2和0.12×10~3 m·s~(-2).优化后四杆机构从动件输出的角加速度和线加速度相对较小,运动相对平稳,效果很好.     

采用改进蝙蝠算法优化的并联机器人液压驱动误差控制研究

为了提高并联机器人运动平台轨迹跟踪精度,采用了改进蝙蝠算法优化并联机器人液压驱动控制机构,并对轨迹跟踪误差进行仿真.创建并联机器人液压驱动机构简图模型,给出液压驱动运动平台控制方程式,引用非线性级联控制并联机器人运动平台输出轨迹.设计并联机器人运动平台的参数变量,构造误差输出目标函数并且进行约束.采用差分进化算法融合蝙蝠算法优化目标函数,将优化后的参数输入到Matlab软件中进行误差仿真验证.同时,与蝙蝠算法优化级联控制仿真结果进行对比.仿真结果证明:采用蝙蝠算法优化级联控制,运动平台在x轴、y轴及z轴输出的最大误差分别为1.3×10~(-2),1.8×10~(-2),2.6×10~(-2) m;采用改进蝙蝠算法优化级联控制,运动平台在x轴、y轴及z轴输出的最大误差分别为1.5×10~(-4),1.9×10~(-4),2.5×10~(-4) m.采用改进蝙蝠算法优化并联机器人级联控制,能够提高运动平台定位精度.     

采用Matlab和误差函数法对轨迹生成四杆机构的优化及仿真

提出了一个修正的距离误差函数,主要是针对轨迹产生四杆机构的优化,并对优化结果进行仿真。首先,给出了轨迹生成四杆机构的设计变量,给出了所常用的基于欧几里得距离误差的误差函数。同时,对修正的距离误差函数公式进行推导,并由此推出了目标函数的表达式。其次,采取优化的方法得出最佳机构的设计变量参数值。最后,将优化结果的参数值导入到Matlab软件中进行仿真,并且与传统的欧几里得距离误差仿真结果进行了对比。误差仿真曲线表明,采用修正的距离误差函数对轨迹生成的四杆机构所产生的横向及纵向误差较小,效果良好,从而为轨迹生成四杆机构提供了新的研究方法。     

改进差分进化算法在四杆机构中的应用

针对平面四杆机构应用广泛,但轨迹偏差较大的问题,利用基于天牛须搜索的差分进化算法(BASDE)的新方法,旨在探讨改进差分进化算法,并减小四杆机构轨迹偏差,寻找更加合理的结构尺寸.通过MATLAB软件仿真的结果,可以看出四种优化方法中BASDE优化速度更快,收敛精度更高优化结果更好.将优化结果通过三维建模,在ADAMS软...     

基于遗传算法和结构误差的平面四杆机构轨迹优化综合

提出了基于结构误差进行平面四杆机构轨迹优化综合的方法。基于结构误差建立了一个统一的优化综合模型 ,使连杆轨迹曲线上的点与原动件的运动可以相关也可以不相关 ,采用改进的遗传算法进行优化计算 ,保证了获得全局最优解。该优化综合模型应用与机构分析相同的解析函数方法来完成机构的轨迹综合 ,因此计算便利。给出了三个综合实例 :与原动件运动不相关的直线轨迹和直角轨迹、与原动件运动相关的 8字形轨迹 ,结果表明了本方法的有效性     

液压伺服驱动机械手运动轨迹跟踪控制误差研究

针对液压伺服驱动机械手运动轨迹跟踪误差较大的问题,引用改进神经网络PID控制器,对控制效果进行了验证.创建了机械手运动机构平面简图,推导出机械手末端执行器运动的几何关系式,阐述了伺服阀控制工作原理,给出了压力和流量控制方程式.采用改进粒子算法优化神经网络PID控制器,给出了机械手液压驱动控制的在线控制流程图.结合具体实例,将初始参数输入到Matlab软件中进行轨迹误差仿真,并与PID控制误差进行比较.误差结果表明:采用改进神经网络PID控制,产生的最大误差为3.3×10~(-2) m,误差波动程度较小;采用PID控制,产生的最大误差为6.7×10~(-2) m,误差波动程度较大,机械手液压伺服驱动采用改进神经网络PID控制,能够提高机械手运动轨迹跟踪精度.     

基于遗传算法的可调平面五杆机构多任务轨迹优化综合

针对可调平面五杆机构多任务轨迹综合问题,提出了一种基于遗传算法的机构优化综合方法.以机构实际实现轨迹与给定轨迹任务的位置误差最小为目标函数,建立可调五杆机构的多任务优化模型,并采用遗传算法进行优化,容易得到全局最优解.在进行变异操作时,采用根据个体适应度自适应调节变异率和变异量的方法,有效提高了进化速度和求解精度,并用数字实例阐述了这一方法.     

平面五杆机构的优化设计

在分析平面五杆机构的运动特点和几何关系的基础上，建立起两连杆铰接点的实际轨迹与给定轨迹误差的均方根最小的目标函数，从而实现五杆机构的优化设计。     

平面轨迹机构运动误差的统计矩分析

轨迹型机构的运动综合误差具有强非线性,采用泰勒级数线性化处理难以高精度求解其均值与方差。为此,提出采用变量降维算法对轨迹机构的运动综合误差进行概率建模。以平面四杆轨迹机构为例,考虑机构构件尺寸的随机性,基于运动学分析提出机构的运动综合误差模型,采用双变量降维方法将机构运动误差函数近似为系列双变量函数与单变量函数之和,并应用GaussHermite积分公式对误差函数进行矩估计,由此导出机构运动综合误差的均值和方差。该方法处理实现了计算效率与精度的综合平衡。最后给出数值算例对所提方法的有效性进行验证。     

平面四杆机构近似运动综合的自适应方法

给出了具有二次鞍点意义的近似圆点、近似滑点和近似束点的新定义,提出了简单曲　线的自适应拟合方法和法向误差的统一评价模型,建立了平面四杆机构运动不变量优化综合　的统一数学模型和通用的鞍点规划求解方法。将实现给定位置、轨迹和函数的多种类型平面　四杆机构的近似尺度综合全部归结为寻求相对运动平面上的近似圆点、近似滑点和近似束点　及其组合问题,并在理论上阐明了平面四杆机构运动综合问题存在最优近似解和收敛性算法　。