遺傳算法實(shí)現(xiàn)平面連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動-軌跡綜合.pdf

1、傳統(tǒng)的軌跡設(shè)計(jì)解決了連桿機(jī)構(gòu)綜合中如何生成點(diǎn)位軌跡或連續(xù)軌跡的問題。對于點(diǎn)位軌跡采用精確點(diǎn)法進(jìn)行綜合；連續(xù)軌跡則通過把位置誤差或結(jié)構(gòu)誤差最小化作為目標(biāo)函數(shù)來進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化的算法有強(qiáng)搜索方法（基于梯度信息）和弱搜索方法（隨機(jī)搜索）。但對于另一類軌跡設(shè)計(jì)問題，所需解決的是實(shí)現(xiàn)軌跡的某些復(fù)雜的幾何特征和運(yùn)動要求，即對軌跡和軌跡點(diǎn)之間的運(yùn)動有特殊的要求，本文稱之為運(yùn)動—軌跡綜合。如果把這些問題仍然轉(zhuǎn)化為點(diǎn)位軌跡問題，實(shí)際上反而改變了問題的求解空

2、間，結(jié)果卻不能滿足真正的技術(shù)要求。所以本文提出了直接將這些技術(shù)要求轉(zhuǎn)化為目標(biāo)函數(shù)和約束條件，建立參數(shù)優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型。 結(jié)合高速平縫機(jī)的挑線機(jī)構(gòu)和送布機(jī)構(gòu)分別分析了四桿和五桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動-軌跡設(shè)計(jì)的目標(biāo)函數(shù)和約束條件，并建立它們的數(shù)學(xué)模型?？梢暬抡娉绦蚩梢苑奖愕匦薷臋C(jī)構(gòu)參數(shù)后顯示它的運(yùn)動軌跡并進(jìn)行動態(tài)仿真。 遺傳算法是一類可用于復(fù)雜系統(tǒng)優(yōu)化計(jì)算的魯棒搜索算法，其特點(diǎn)是全局優(yōu)化和對優(yōu)化問題的高適應(yīng)性。本文采用遺傳算法進(jìn)行參數(shù)優(yōu)

3、化。給出了算法的實(shí)現(xiàn)。對于連桿機(jī)構(gòu)，往往目標(biāo)函數(shù)和約束條件無法用解析函數(shù)表達(dá)，所以將軌跡曲線用離散點(diǎn)來數(shù)值表示。通過數(shù)值分析，得到目標(biāo)函數(shù)和約束條件的值。可以通過調(diào)整離散點(diǎn)數(shù)的多少來達(dá)到所需的精度。 優(yōu)化過程中，由于約束條件過于嚴(yán)格，容易導(dǎo)致種群喪失多樣性，缺乏競爭。所以對于約束條件的處理提出了進(jìn)化早期適當(dāng)放寬的策略，避免出現(xiàn)早熟現(xiàn)象，使遺傳算法能收斂到全局最優(yōu)解。動態(tài)加強(qiáng)的約束條件，使種群的優(yōu)秀個(gè)體在進(jìn)化中逐漸脫穎而出。