一种新型并联机构位姿误差建模及灵敏度分析

利用齐次坐标变换推导了一种新型五自由度平动、转动独立的复合机构的位姿反解。基于位姿反解和一阶泰勒展开,建立了考虑机构形位尺寸误差、转动副间隙误差和驱动误差的位姿误差计算模型。应用误差模型能够得出末端执行器位姿误差和各个误差源之间的显式映射关系,定量地分析各个误差源对机构运动精度的影响程度,从而确定机构中影响其运动精度的关键环节。应用差分法就机构位置误差对主要设计变量的灵敏度进行了分析计算。灵敏度分析有助于合理确定机构的设计参数。位姿误差建模及灵敏度分析为该复合机构的优化设计和误差补偿提供了理论基础。     

一种少自由度飞行模拟运动平台误差分析

将一种少自由度并联机构3-PRS用作飞行模拟运动平台,为使该平台运动精度满足系统要求,对其进行误差分离与灵敏度分析。通过研究平台运动学逆解模型获得驱动雅克比矩阵与约束雅克比矩阵,采用空间闭环误差矢量链的误差建模方法,对运动平台进行误差建模,获得各个几何误差源与终端输出位姿误差之间的映射函数,在所建立的全误差源模型的基础上,利用解析法去除冗余误差源后,借助驱动雅克比矩阵与约束雅克比矩阵将影响该平台末端可补偿位姿误差的误差源和不可补偿位姿误差的误差源分离。最后,在整个运动空间内,借助灵敏度分析,获得影响末端不可补偿位姿误差源的全局灵敏度影响系数。根据灵敏度影响系数可指导前期设计阶段各零部件公差等级的选择以及装配阶段装配公差的确定,研究结果对同类少自由度并联机构具有指导意义。     

基于正交设计的2UPS-RPU并联机构误差分析

运用空间矢量环微分法,建立了兼顾位置和姿态两类误差的位姿误差正解数学模型。此误差模型描述了机构末端位姿误差与各误差源之间的显式映射关系,可定量分析各误差源对机构输出误差的影响。分析了机构位姿参数、结构参数在一定范围内变化时的误差变化曲线,为机构结构参数和工作位姿参数范围的选取提供了理论依据。为分析2UPSRPU并联机构在整个工作空间内各误差源对位姿误差的影响,利用正交设计思想,只需较少的计算量,即可对该机构进行误差分析。基于正交设计思想,将4个位姿参数看成对位姿误差有影响的4个因素,依据位姿参数变化对位姿误差的影响合理划分各因素的水平,使排列的正交表为误差分析提供合理位姿。结合正交表,仿真了机构各末端输出误差对各个误差源的响应程度,从而揭示了影响机构误差的关键因素,可用于指导物理样机的制造与安装。     

新型一平移一转动并联机构的精度分析

根据并联机器人机构结构综合理论,以单开链支路为单元,改进了一种能实现空间一维移动和一维转动的二自由度并联机构。采用传递矩阵法研究了推拿机器人末端位姿误差。基于机器人末端执行器位置反解结果,通过全微分误差分析理论,建立误差模型,进行求解计算,构造了机器人末端执行器并联机构输出位姿误差与各误差源之间的对应关系。为将该并联机构用作中医推拿机器人的末端执行器,有效完成多种推拿动作提供重要保障。     

基于D-H矩阵的球面5R并联机构误差建模及灵敏度分析

以D-H变换矩阵为建模工具,采用环路增量法,建立了包含杆件D-H参数的球面5R并联机构的误差模型,该模型不仅考虑了机构的结构参数误差,还考虑了由于加工和装配等原因出现的各转动副轴线和球心之间的偏差,使得误差模型更接近于工程实际;根据误差模型进一步计算得到了各从动件运动参数误差以及轴向间隙量的显式函数关系;最后对该机构进行灵敏度分析,研究了各几何误差源对该机构末端执行器位姿误差的影响程度。研究结果为该机构样机的标定、运动学补偿及应用提供了理论基础。      

新型6-PSS并联机器人的位姿误差分析

在获得6-PSS并联机构位置反解的基础上，考虑杆长、铰链位置、铰链间隙等各类主要误差源对终端误差的影响，推导出此新型机构的位姿误差模型，且应用蒙特卡洛技术分析了位姿误差的分布规律，为这种机器人的理论设计与精度补偿提供了理论基础。     

6-PSS并联机构误差分析及标定

为提高6-PSS并联机构的运动精度,需对其进行误差分析和标定研究。利用矢量法构建并联6自由度机构的误差模型,根据MATLAB计算得到机构的误差源对动平台末端位姿影响的灵敏度。对机构进行误差综合分析,结合运动学正解和逆解,提出一种新的基于机构坐标轴姿态约束的运动学标定方法。根据测量初始值,利用标定算法解算得到机构的标定值。借助外部检测设备测量得机构标定前和标定后的位移和角度误差,标定后位移误差由10mm减小到1mm,角度误差由0．3°减小到0．1°。以实际测量数据验证了该标定方法的有效性和正确性,并最终提高了并联机构的运动精度。     

一种串并联式Stewart平台机构的误差分析

设计了一种由双级并联机构组成的位姿精调试验平台 ,分析了平台上每个铰链点的位置误差和各支链的长度误差对试验平台末端执行器运动精度的影响 ,建立了试验平台末端误差的数学模型。仿真结果表明 ,该机构的位姿误差具有线性叠加性 ,这种串并联平台末端误差的相对变化量很小 ,基于该构型的试验平台可达到较高运动精度。     

平面低速重载机构位姿误差分析中的转动副间隙等效计算方法

针对平面低速重载机构的结构和特点,综合考虑构件的结构误差、位置误差和转动副间隙对位姿误差的影响,基于微分原理,提出了一种将转动副间隙等效到结构误差和位置误差上的间隙等效计算方法,并建立了统一的位姿误差数学模型。利用ADAMS和MATLAB仿真,得到了机构的位姿误差曲线,为零件的公差设计和机构的误差分析提供参考。     

基于D-H矩阵的2-RPaRSS并联机构位姿误差建模与补偿

针对4自由度2-RPaRSS并联机构,利用D-H变换矩阵法建立了机构运动学及单条支链的位姿误差模型,并由此得到了机构基于各运动副误差(制造误差、安装误差、磨损误差等)的动平台位姿误差模型;运用该误差模型对2-RPaRSS并联机构的进行了误差分析和计算,给出了机构驱动角对动平台位姿误差的影响情况;同时建立了单支链的误差辨识模型,并由NSGA2算法求得了各误差的近似最优解,通过误差补偿使并联机构的位姿精度得到明显提高。     

可重构加工系统设计的多目标决策分析

密封条加工系统的设计 ,是一个涉及到多个目标的优化过程 ,它受到多种因素的影响。采用定性与定量相结合的统一处理方式 ,建立了难以用数学模型定量描述的多目标、多因素决策系统的数学模型 ,解决了加工质量、效率、加工系统可靠性、可重构性和成本之间具有的矛盾性和不可公度性 ;提出并应用一种实际操作性强的方法 ,确定了各个目标的权值 ,最终应用 TOPSIS法的原理得出系统设计的优选方案。     

改进熵权逼近理想解排序法的航空发动机限寿件模糊风险评估

以航空发动机限寿件典型故障模式为评估对象,将风险指标模糊化,并以信息熵权作为属性权重,对逼近理想解排序（TOPSIS）方法进行改进,提出一种新的限寿件风险评估方法。以故障模式的严重度、发生频度和被检测难易度这3个参数为主要风险指标,建立三角模糊数决策矩阵,并进行规范化处理;在限寿件故障数据为小子样的情况下,运用熵权法,集成相关专家和工程人员的决策信息计算风险指标的熵权,并作为加权向量对规范决策矩阵进行修正;利用TOPSIS法进行评估。应用实例分析与计算,用正负理想解、欧氏距离和相对接近度等数据对5种故障模式进行模糊风险评估。结果表明,改进熵权TOPSIS的模糊风险评估方法可以实现评估对象的精确排序,比危害性矩阵作图法分析效率更高,能够为故障模式影响分析（FMEA）方法中制定预防措施和降低风险提供可靠依据。     

A new FMEA method by integrating fuzzy belief structure and TOPSIS to improve risk evaluation process

Failure mode and effect analysis (FMEA) model is a technique used to evaluate the risk. This paper aimed to propose a new FMEA model combining technique for order of preference by similarity to ideal solution (TOPSIS) and belief structure to overcome the shortcomings of the traditional index of FMEA. In this paper, the fuzzy belief TOPSIS method is combined with FMEA to introduce a belief structure FMEA to describe the expert knowledge by a number of linguists as a grammatical phenomenon. Moreover, the weights of components in FMEA index can be different from each other. Therefore, the flexibility of assigning weight to each factor in this method is more compatible to the real decision-making situation. In other word, TOPSIS method is applied to determine the preference of alternatives versus risk criteria. Using linguistic terms in the fuzzy belief approach, the risk factors described a more meaningful value and decision-makers’ judgment is assigned with belief degrees through evaluation of factors. Finally, a numerical case study about the preference of cause failures of steel production process is provided to illustrate the process of proposed method, and then result and discussion is performed for each case.     

高速干切滚齿工艺参数的多目标优化与决策方法

为降低高速干切滚齿加工能耗、提高滚齿加工质量,提出一种基于改进多目标灰狼优化（MOGWO）算法和逼近理想解排序法（TOPSIS）的高速干切滚齿工艺参数多目标优化与决策方法。分析了滚齿工艺参数,将切削参数和滚刀参数作为优化变量,构建了面向最小加工能耗和最优加工质量的多目标优化模型,采用改进MOGWO算法对所建的模型进行迭代寻优,利用TOPSIS对优化的工艺参数解进行多属性决策。实验结果验证了所提方法的有效性。      

基于FAHP-TOPSIS汽车外协件供应商综合能力评价

汽车外协件供应商综合能力评价是汽车制造质量控制的重点,为了准确评价供应商综合能力,先建立了一套适合汽车制造企业的评价指标体系,在此基础上提出了逼近于理想解法与模糊层次分析法相结合的方法,该方法先利用模糊层次法计算出各层指标权重,再结合逼近于理想解法给出各供应商综合能力排序.最后建立了与评价模型相配套的软件实现平台,并实例验证.     

Multi-criteria decision making in the selection of machining parameters for Inconel 718

Taguchi’s methods and design of experiments are invariably used and adopted as quality improvement techniques in several manufacturing industries as tools for offline quality control. These methods optimize single-response processes. However, Taguchi’s method is not appropriate for optimizing a multi-response problem. In other situations, multi-responses need to be optimized simultaneously. This paper presents multi-response optimization techniques. A set of non-dominated solutions are obtained using non-sorted genetic algorithm for multi-objective functions. Multi-criteria decision making (MCDM) is proposed in this work for selecting a single solution from nondominated solutions. This paper addresses a new method of MCDM concept based on technique for order preference by similarity to ideal solution (TOPSIS). TOPSIS determines the shortest distance to the positive-ideal solution and the greatest distance from the negative-ideal solution. This work involves the high-speed machining of Inconel 718 using carbide cutting tool with six objective functions that are considered as attributes against the process variables of cutting speed, feed, and depth of cut. The higher-ranked solution is selected as the best solution for the machining of Inconel 718 in its respective environment.     

改进TOPSIS法在大型钢铁企业技术创新评价中的应用

运用TOPSIS方法对钢铁企业技术创新能力进行评价,在进行评价时用AHP方法中单一准则下的权重计算方法代替平时的德尔菲法进行权重求解.这样改进TOPSIS方法可以使得大型钢铁企业能够在进行外部创新能力比较时对自身进行创新能力的改进,提高我国钢铁企业对于创新体系的评价能力,使我国钢铁行业技术创新管理水平得到进一步的提高.     

基于改进TOPSIS法的液压系统维修决策

针对液压系统故障原因隐蔽、维修决策困难的问题,引入并改进了传统的逼近理想值排序(TOPSIS)法。通过提出绝对理想解概念,使TOPSIS法具有强保序性,消除了影响决策的逆序问题;利用马氏距离代替欧氏距离,克服了量纲不同对距离计算的影响,同时降低了对指标数据的要求,提高了决策的可靠性。最后,将改进后的TOPSIS法应用于汽车起重机支腿液压回路的维修决策,并与改进前的方法对比,验证了该方法在液压系统维修决策中的有效性。     

Plant location selection based on fuzzy TOPSIS

The selection of plant location plays a very important role in minimizing cost and maximizing the use of resources for many companies. In this paper, a new TOPSIS approach for selecting plant location under linguistic environments is presented, where the ratings of various alternative locations under various criteria, and the weights of various criteria are assessed in linguistic terms represented by fuzzy numbers. To avoid complicated fuzzy arithmetic operations, the linguistic variables, which are represented by triangular fuzzy numbers, are transformed into crisp numbers based on graded mean representation. The canonical representation of multiplication operations on triangular fuzzy numbers is used to obtain the “positive ideal solution” and the “negative ideal solution”. The closeness efficient is defined to determine the ranking order of all alternatives by calculating the distance to both the “positive-ideal solution” and the “negative-ideal solution” simultaneously. Compared with existing fuzzy TOPSIS methods, the proposed method can deal with group decision-making problems in a more efficient manner. A numerical example of plant location selection is used to illustrate the efficiency of the proposed method.     

面向多因素多目标的模具光整加工工艺

基于灰度关联分析法、TOPSIS分析法及层次分析法,提出一种针对模具光整加工工艺研究的多因素多目标分析方法。该方法采用灰度关联法来分析多加工参数之间的关联度,利用TOPSIS分析多加工质量评价标准间的关联度,通过层次法获得合理的主客观结合的权重矩阵,并可通过方差分析（ANOVA）获得各加工参数对每个标准的影响程度及相关预测模型。将该方法应用于激光强化模具表面光整加工的工艺研究中,研究结果验证了该方法的实用性和有效性。