基于多目标差异演化算法的并联机构结构优化

中国机械工程 ›› 2010, Vol. 21 ›› Issue (16): 1915-1920.

基于多目标差异演化算法的并联机构结构优化

李明磊1;贾育秦1;张学良1;刘丽琴1,2;杜娟1;温淑花1;兰国生1

1.太原科技大学,太原,030024

2.兰州理工大学,兰州,730050

出版日期:2010-08-25 发布日期:2010-09-14
基金资助:
高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20091415110002)；山西省自然科学基金资助项目(2008011027-1)；山西省高等学校优秀青年学术带头人支持计划资助项目(20091091)；山西省研究生教育改革研究项目(20092016)；山西省研究生优秀创新项目(20093022)；太原科技大学校博士启动基金资助项目(200787)
Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education of China（No. 20091415110002）;

Shanxi Provincial Natural Science Foundation of China（No. 2008011027-1）

Parallel Mechanism Structure Optimization Design Based on Multi-objective Differential Evolution Algorithm

Li Minglei1;Jia Yuqin1;Zhang Xueliang1;Liu Liqin1,2;Du Juan1;Wen Shuhua1;Lan Guosheng1



1.Taiyuan University of Science and Technology,Taiyuan,030024

2.Lanzhou University of Technology,Lanzhou,730050

Online:2010-08-25 Published:2010-09-14
Supported by:

Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education of China（No. 20091415110002）;

Shanxi Provincial Natural Science Foundation of China（No. 2008011027-1）

摘要/Abstract

摘要：

针对并联机构优化设计的复杂性,建立了多目标优化模型,并使用多目标差异演化算法(MODE)对模型进行了求解。在MODE中,使用改进的快速排序法构造外部种群,基于动态聚集距离对外部种群进行削减,使用随机排序法处理约束问题。以3-TPT并联机器人机构的工作空间和速度全域性能为目标建立了多目标优化模型,利用蒙特卡洛方法对两个目标进行了定量评价,并使用MODE实现了模型求解。多目标优化模型的建立对其他并联机构具有借鉴意义。实验结果也表明MODE是一种行之有效的多目标求解算法。

关键词:

差异演化算法, 并联机构, 多目标优化, 蒙特卡洛方法



Abstract:

Aiming at the complexity of parallel mechanism structure optimization design,a multi-objective optimization model was proposed and solved by multi-objective differential evolution algorithm.First,a multi-objective differential evolution (MODE) algorithm was proposed.In MODE,an improved quick sort algorithm was employed to build external population, and the shrink of external population was achieved based on dynamic crowding distance, and stochastic ranking was used for constraints.Then, a multi-objective optimization model for 3-TPT parallel mechanism structure was presented.The model’s objectives were the mechanism’s work space and global kinematics performance index which were evaluated by Monte-Carlo method, and the model was solved by MODE.The result shows that MODE is a useful algorithm for multi-objective problems and the multi-objective optimization model is suitable for other parallel mechanisms.

Key words:

differential evolution, parallel mechanism, multi-objective optimization, Monte-Carlo method

中图分类号:

TP24
TP391

李明磊, 贾育秦, 张学良, 刘丽琴, 杜娟, 温淑花, 兰国生.

基于多目标差异演化算法的并联机构结构优化

[J]. 中国机械工程, 2010, 21(16): 1915-1920.

LI Meng-Lei, GU Yo-Qin, ZHANG Hua-Liang, LIU Li-Qin, DU Juan, WEN Chu-Hua, LAN Guo-Sheng.

Parallel Mechanism Structure Optimization Design Based on Multi-objective Differential Evolution Algorithm

[J]. China Mechanical Engineering, 2010, 21(16): 1915-1920.

导出引用管理器 EndNote|Ris|BibTeX

链接本文: http://www.cmemo.org.cn/CN/

http://www.cmemo.org.cn/CN/Y2010/V21/I16/1915

[1]	李明磊, 贾育秦, 张学良, 刘丽琴, 杜娟, 温淑花, 兰国生. 基于多目标差异演化算法的并联机构结构优化 [J]. J4, 201016, 21(16): 1915-1920.
[2]	鲁开讲, 师俊平, 张锋涛. 平面三自由度并联机构动力学优化设计 [J]. J4, 201016, 21(16): 1926-1931.
[3]	胡福清, 孙江宏, 孙英杰, 孙雨彤, 马超, 周福强, . 基于新型旋转直线往复机构的切片机设计分析及参数优化[J]. 中国机械工程, 2024, 35(04): 614-623，635.
[4]	魏书鹏, 唐红涛, 李西兴, 杨冠宇, 张健. 考虑双资源约束的柔性机械加工车间逆调度问题研究[J]. 中国机械工程, 2024, 35(03): 457-471.
[5]	荣誉, 陈刚, 豆天赐, . 一种多指标综合最优的抗冲击轨迹规划方法[J]. 中国机械工程, 2024, 35(02): 305-316.
[6]	刘毅, 易旺民, 姚建涛, 王兴达, 余鹏, 赵永生. 狭长空间内重载调姿装配机器人的设计与研究[J]. 中国机械工程, 2024, 35(02): 324-336.
[7]	蒲志新, 郭建伟, 潘玉奇, 白杨溪. 2PPaPaR并联机构性能分析及优化设计[J]. 中国机械工程, 2023, 34(19): 2304-2312.
[8]	屈力刚, 苏岩, 邢宇飞. 基于SHO-NSGA混合算法的飞机油舱管路自动布局方法[J]. 中国机械工程, 2023, 34(15): 1864-1872.
[9]	沈惠平, 李霞, 李菊, 李涛, 孟庆梅, 吴广磊. 约束支链或无约束支链对并联机构运动学与刚度性能的影响——以两个部分运动解耦的新型三平移并联机构的设计、分析及其优选为例[J]. 中国机械工程, 2023, 34(13): 1533-1549.
[10]	彭翔, 江浩浩, 郭玉良, 李吉泉, 易兵, 姜少飞, . 机翼蒙皮铺层顺序和材料布局协同优化[J]. 中国机械工程, 2023, 34(12): 1415-1424,1435.
[11]	杜中秋, 沈惠平, 孟庆梅, 李涛, 杨廷力. 运动解耦且正解符号化的8R两平移空间并联机构的设计与性能分析[J]. 中国机械工程, 2023, 34(12): 1425-1435.
[12]	陈西忍, 叶文华, 张朝宏, 崔坤坤, 冷晟, 叶柳康. 基于NURBS曲线的超高速电梯导流罩多目标气动优化设计[J]. 中国机械工程, 2023, 34(12): 1436-1445,1464.
[13]	陈恒通, 王晓光, 江海龙, 林麒. 两种典型六自由度支撑机构大迎角运动特性分析与对比[J]. 中国机械工程, 2023, 34(06): 641-649.
[14]	刘繁茂, 廖灿灿, 张原愿, 莫寒. 新型碟式太阳能聚光器跟踪机构优化设计[J]. 中国机械工程, 2023, 34(04): 395-403.
[15]	董成林, 蔡龙奇, 李毅, 路彤, 张路科. 基于并联机构的三维动力吸振器各向同性设计及减振特性研究[J]. 中国机械工程, 2023, 34(03): 307-313.