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机械传动2024年第09期:无伴随运动2PRU-PRUR并联机构高维多目标优化设计

来源:期刊VIP网 时间:


作者:车林仙;彭斯洋;黄鑫;何兵;贺晓辉;敖进;

单位:重庆工程职业技术学院智能制造与交通学院;重庆工商大学制造装备机构设计与控制重庆市重点实验室;中国矿业大学机电工程学院;泸州职业技术学院智能制造学院;四川美术学院设计学院;

摘要:设计了一种无伴随运动的面对称一移动两转动2PRU-PRUR并联机构,应用旋量理论分析了机构自由度和运动特性。将末端执行器输出轴设置为偏置形式,可提高姿态能力。采用球面姿态角(方位角和倾摆角)描述该输出轴姿态,并推导出机构逆向位置符号解。以旋量理论为数学工具,给出局部和全域传递性能指标的定义和计算方法。在机构性能评价和工作空间分析的基础上,建立了机构尺度参数昂贵约束高维多目标优化模型,并采用多目标进化算法求解该问题。同时,为提高高维多目标优化算法在解决此模型时的性能,提出了一种矢量角高维多目标差分进化(Vector-angle-based many-objective Differential Evolution,VaDE)算法,可综合平衡个体的收敛性和分布性。应用VaDE求解机构高维多目标优化问题,得到多组Pareto备选解。研究结果可为机构尺度综合和实际应用提供参考。

关键词:并联机构;;传递性能;;高维多目标优化;;矢量角;;差分进化算法

基金资助:重庆市自然科学基金项目(cstc2020jcyj-msxmX0074);; 重庆市教育委员会科学技术研究项目(KJZD-K202303404,KJZD-K202101001,KJQN202103407);; 泸州职业技术学院科研创新团队建设项目(2021YJTD04);; 重庆工程职业技术学院校级科研项目(KJA202301)