基于差分算法的平面连杆机构再现函数综合.pdf

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1、机械设计与制造第10期l2MachineryDesign&Manufacture2010年1O月文章编号：1001—3997(2010)10～0012-03基于差分算法的平面连杆机构再现函数综合术苗鸿宾薄瑞峰(中北大学机械工程与自动化学院，太原030051)FunctionsynthesisofplanarlinkagemechanismsbasedondifferentialevolutionMIAOHong-bin，BORui-feng(CollegeofMechanicalEngineeringandA

2、ut0matization，N0rthUniversityofChina，Taiyuan030051，China)⋯。⋯‘⋯‘。⋯÷【摘要】主要研究平面连杆机构函数综合问题。根据平面连杆机构函数综合的特点和优化的思想，÷÷以杆长和初始角作为设计变量，转角误差和约束条件构造代价函数建立机构优化的数学模型。通过研究差；；分算法，提出了一种基于差分算法的平面连杆机构函数综合优化设计的新方法。该方法与其它的智能优化；：设计方法相比较，算法简单，收敛速度快，所需领域知识少，比较适合于解决复杂的优化问题。最后设计实：：例

3、表明了该方法的可行性和有效性。：；关键词：连杆；函数；设计【Abstract】Thepaperitstudyfunctionsynthesisofplanarlinkagemechanismsbyo19timizations÷method．Accordingtothecharacteristicsofoptimizationdesign，themathematicalmodelofmechanismsopti一÷÷miz~ionisestablished，withthelengthofbarandorigin

4、alangedesignparameters，constraintanderror÷；betweentheoreticalandpracticalanglescost-function．Byabove-mentionedidea，anewoptimization；；methodbasedondifferentialevolutionforfunctionsynthesisofplanarlinkagemechanis~sisdeveloped．：：Differentialevolutionhassomefea

5、turessuchassimpletoHse知fconvergencespeed鲫dneedlittle咖卜：：mationaboutproblems．Throughresearching，wefounditisverysuitabletosolvesomecomplexoptimiza-tionproblems．弛edesigninstancesshowedthatthemethodWaspracticableandeffective．÷÷Keywords：Connectingrod；Function；De

6、sign÷中图分类号：TH16文献标识码：A1引言以校验，设计效率低、设计效果差。这就需要采用优化设计技术进行最优化没计㈣，使所设计的机构在满足一定的约束条件下能最机构是由刚性构件相连所组成的，广泛应用于机械工程领佳地逼近预定的运动规律。域，可实现构件之间的运动和能量的转换。平面连杆机构是一种常最优化设计中常用的优化方法分为两类：常规优化方法和智用机构，能够实现多种运动规律和运动轨迹的要求，而且由于是属能优化算法。常规优化方法如牛顿法、共扼梯度法、单纯形法等在处于低副机构，制造精度高，同时磨损轻，由于具有许多

7、显著的优点，理复杂问题时，如高维、多极点、函数性质复杂等，在解的精度或求已在各种机器和仪表中获得广泛应用。但是平面连杆机构所能实解所需时间等方面，结果往往很不能令人满意。智能优化算法不依现运动规律有一定的局限性，即难以准确地实现任意的运动规律，赖于问题具体的领域，对问题的种类有很强的鲁棒性，是求解复杂设计时参数较多、设计复杂。为了满足设计要求，平面连杆机构的系统优化问题的有效方法，所以广泛应用于许多学科。近年来，一种综合问题得到了广泛的研究，该问题主要有三类：运动(动作)生成新的进化算法__差分进化算法(Di

8、fferentialEvolutionAlgorithm，简(刚体导引)、函数生成及路径或轨迹生”。称DE)，被各国学者所广泛关注。作为进化算法的一个分支，DE算本文主要研究平面连杆机构的函数生成问题，即机构中从法最初由RainerStorn和KennethPrice于1995年提出目。它是一种动件相对于主动件的运动符合某种函数关系。对函数机构的设计实数编码的进化算法，具有较强的全局搜索能力和收敛速