基于Isight的并聯(lián)構(gòu)型裝備多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、并聯(lián)構(gòu)型裝備是以并聯(lián)機(jī)構(gòu)作為主傳動(dòng)進(jìn)給機(jī)構(gòu)的機(jī)器人操作機(jī)、機(jī)床以及由該類(lèi)機(jī)構(gòu)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成的制造單元。本文綜合考慮并聯(lián)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)等性能，擬建立一個(gè)基于多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件Isight的并聯(lián)構(gòu)型裝備多目標(biāo)優(yōu)化及穩(wěn)健性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)，主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)介紹并聯(lián)機(jī)構(gòu)研究的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。包括并聯(lián)機(jī)構(gòu)位置逆解、Jacobian矩陣、動(dòng)力學(xué)模型、操作空間質(zhì)量矩陣和廣義慣性橢球等理論基礎(chǔ)，以及并聯(lián)機(jī)構(gòu)工作空間、運(yùn)動(dòng)學(xué)靈

2、巧性、動(dòng)力學(xué)靈巧性、承載能力、剛度和支鏈驅(qū)動(dòng)力等性能指標(biāo)的建立方法;
　　(2)建立基于Isight的并聯(lián)構(gòu)型裝備多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)及穩(wěn)健性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)方法與流程。根據(jù)Isight運(yùn)行原理，集成各類(lèi)工程軟件，建立基于Isight的并聯(lián)構(gòu)型裝備優(yōu)化設(shè)計(jì)流程，并在此流程基礎(chǔ)上，搭建并聯(lián)構(gòu)型裝備多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái);
　　(3)并聯(lián)構(gòu)型裝備多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)工程案例研究。以3-UPS-S并聯(lián)機(jī)構(gòu)、盾構(gòu)管片拼裝機(jī)4-SPS-S并聯(lián)微調(diào)機(jī)構(gòu)的多目標(biāo)

3、優(yōu)化設(shè)計(jì)為研究案例，基于Isight集成MATLAB、Pro/E、ANSYS、ADAMS等軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)建模、自動(dòng)分析仿真及性能指標(biāo)的自動(dòng)化計(jì)算，建立基本流程;利用試驗(yàn)設(shè)計(jì)分析因子對(duì)響應(yīng)的影響程度，利用多目標(biāo)優(yōu)化對(duì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)所得的近似最優(yōu)解進(jìn)行優(yōu)化，并基于TaskPlan組件有機(jī)結(jié)合試驗(yàn)設(shè)計(jì)與優(yōu)化設(shè)計(jì)組件，在基本流程基礎(chǔ)上搭建優(yōu)化設(shè)計(jì)操作平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)優(yōu)化，得到Pareto解集及Pareto前沿，并從中折衷選取合適的最優(yōu)解;將運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力

4、學(xué)靈巧性統(tǒng)稱(chēng)為動(dòng)態(tài)靈巧性，并以此為目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，比較優(yōu)化前后局部、全域動(dòng)態(tài)靈巧性，定義并計(jì)算優(yōu)化后機(jī)構(gòu)的最優(yōu)工作區(qū)域;
　　(4)并聯(lián)構(gòu)型裝備穩(wěn)健性設(shè)計(jì)優(yōu)化研究?；贗sight對(duì)太陽(yáng)能收集板4-SPS-S并聯(lián)調(diào)姿機(jī)構(gòu)進(jìn)行穩(wěn)健性分析;將隨機(jī)變量及質(zhì)量約束的Sigma水平作為約束條件，確定性?xún)?yōu)化目標(biāo)的均值與方差作為穩(wěn)健性?xún)?yōu)化目標(biāo)，在確定性?xún)?yōu)化基礎(chǔ)上對(duì)該機(jī)構(gòu)進(jìn)行6Sigma穩(wěn)健性?xún)?yōu)化，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。
　　本文提出一種基于Is