曲柄摇杆机构的优化问题.doc

《曲柄摇杆机构的优化问题.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、现代设计理论及方法曲柄摇杆机构的优化问题线性优化2012/3/12姓名：陈正涛班级：机自92班学号:09011029曲柄摇杆机构的优化问题、设计任务设计一个曲柄摇杆机构，当原动件的转角：0=00〜（0o+90。丿，要求从动件摇杆的输出角实现函数卩=00+子（0-00丿A2,其中（po,00分别对应摇杆在右极位置曲柄和摇杆的初始位置角，取曲柄长度11=1,机架的相对长度J4=5o二、确定设计变量上述四杆机构中曲柄a和机架的长度d已知，连杆xl与摇杆的长度x2未知，曲柄和摇杆的位置角（p、0可由四杆的几何关系确定。因此，选择

2、机构的连杆长度和摇杆长度作为待设计的变量12-xl73-x2-X=三、确定目标函数（1）要求设计四杆机构摇杆的期望函数为0=00+?10-00）2设经过设计好的四杆机构实际实现的函数为0寸（X）。先采用（ps尽量的去逼近（P，所以取一系列的输出值（psi与对应位置的期望函数值（pi的平方差之和的最小值作为设计目标，取i=30,目标函数表示为minf(x)=minX-20(<(pi一

3、po=acos[(a+xl)A2+dA2-x2A2]/(2*x2*d)曲柄的转角范围为0o〜(00+90。)，将90°分成S等分，则某阶段i,由已知条件曲柄、摇杆的转角期望为0=00+0.5兀*i/s20=00+77—(0—00)八23ti即建立了用xl,x2表示cp的关系式。(3)由图2可求出曲柄摇杆的实际转角如-F:BD=-Ja2+d2—2adcos(pNBDC二acos[(BD2+%22—xl2)/2BD・x2]^BDA=acos[^BD2+d2—a2)/2BD・d]<0

4、当时,(ps=7i-(/BDC_ZBDA)即建立了用xl、x2表示(ps的关系式。四、确定约束条件（1）杆长的约束条件%1>0,%2>0a+d40。〜50。。Ymin出现在曲柄与机架共线的两位置之一处,如图二所示，可得到以下:yl=acos[xl2+x2z—(d—a)2]/(2%1•x2)(a,d重合共线)y2=180°—acos[xl2+x2z—(d+a)2]/(2xl-x2)(a,d

5、拉直共线)40°

6、0;a=l;d=5;fx=O;faiO=acos(((a+x(1))人2-x(2)^2+d^2)/(2^(a+x(1))*d))；pusiO=acos(((a+x(1))*2-x(2)/(2^x(2)*d))；fori=l:50fai=faiO+O・5*pi*i/s;pusi=pusi0+2^(fai-faiO)^2/(3^pi);BD=sqrt(a^2+d^2-2±aied^cos(fai));jBDC=acos((BD*2+x(2)^2-x(l)人2)/(2桂D*x(2)));jBDA=acos((BD^2+d^2)

7、/(2*BD丿;iffai>0&&fai<=pi；pusis=pi-(jBDC+jBDA)；elseiffai>pi&&fai<=2^pi；pusis=pi-(jBDC-jBDA)；endfx=fx+(pusi-pusis)入2；endf=fx；(2)编写约束函数M文件并以文件名mycon保存在MATLAB0录下的work文件夹中。function[g,ceq]=mycon(x)a=l；d=5；g=[x(l)Y+x(2)八2-(d-a)^x(2)*cos(40/180^pi);-(x(l)*2+x(2)八2-(d-a)八

8、2)+2*x(l)*x(2)*cos(50/180*pi);(x(l)+x⑵人2-(d+a))-2*x⑴*x(2)*cos(130/180*pi);-(x(l)^2+x(2)人2-(d+a)^2)+2^x(1)*x(2)*cos(140/lSO^pi)];ceq=[]；(3)调用优化程序并显示结杲Optimizati