分插機構(gòu)數(shù)字化優(yōu)化和虛擬驗證.pdf

1、分插機構(gòu)是水稻插秧機的核心工作部件。目前國內(nèi)外的分插機構(gòu)研究工作很少利用計算機進行系統(tǒng)優(yōu)化。國外主要是針對某個具體產(chǎn)品的研發(fā)，通過田間試驗做模擬測試，通過耐久性試驗來改進設(shè)計參數(shù)，所進行的研究不夠系統(tǒng)、全面。國內(nèi)企業(yè)主要是仿造國外的樣機，創(chuàng)新性不夠；國內(nèi)高校主要基于作圖法，通過田間試驗修改參數(shù)，受到農(nóng)機研究周期長的制約，很難得到最佳結(jié)果。
　　 現(xiàn)代設(shè)計方法的核心是優(yōu)化，是進行虛擬試驗的基礎(chǔ)。在本人從事本項目研究之前，課題組對分

2、插機構(gòu)參數(shù)優(yōu)化的方法主要以人機交互優(yōu)化方法為主，用戶根據(jù)經(jīng)驗輸入一組初始參數(shù)，并憑借用戶的直覺，或者專家的經(jīng)驗來判斷當(dāng)前優(yōu)化軌跡是否滿足目標(biāo)要求、結(jié)果是否可行，調(diào)整參數(shù)過程具有試湊性質(zhì)，優(yōu)化精度難以保證。
　　 本論文是在本人主持的國家自然青年科學(xué)基金項目“橢圓齒輪行星系分插機構(gòu)的數(shù)字化設(shè)計、分析及其實驗研究”背景下，對插秧機分插機構(gòu)的參數(shù)優(yōu)化進行數(shù)字化設(shè)計技術(shù)研究的探索，研究成果具有一定的借鑒作用。
　　 本文的研究結(jié)

3、果如下：
　　 1)基于現(xiàn)代設(shè)計優(yōu)化方法，在數(shù)學(xué)建模的基礎(chǔ)上，針對分插機構(gòu)的優(yōu)化特點，對分插機構(gòu)的十二個運動學(xué)目標(biāo)進行數(shù)字化設(shè)計與分析，對分插機構(gòu)進行虛擬試驗。
　　 2)通過數(shù)字化設(shè)計結(jié)果和分插機構(gòu)的工作原理，結(jié)合高速攝影、田間工作的結(jié)果要求，詳細(xì)分析了十二個運動學(xué)要求，建立目標(biāo)函數(shù)，提出滿足運動學(xué)目標(biāo)要求的判定方法。
　　 3)開發(fā)了分插機構(gòu)快速優(yōu)化設(shè)計軟件，具有優(yōu)化參數(shù)、虛擬試驗和虛擬測試功能。利用理論模型

4、，通過軟件分析各個參數(shù)與各目標(biāo)之間的關(guān)系，按照從強到弱的順序排出目標(biāo)要求。將目標(biāo)函數(shù)數(shù)字化后，在軟件界面上顯示出優(yōu)化級別。軟件還采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)存儲優(yōu)化結(jié)果。
　　 4)應(yīng)用綜合模糊評價法對分插機構(gòu)的參數(shù)優(yōu)化結(jié)果進行評價。對軟件平臺得到的多組優(yōu)化解，通過評價模型，求出所有可行解的滿意度，評價出滿意度最高的解，即為最優(yōu)解。
　　 本文的主要創(chuàng)新點如下：
　　 1)提出了多目標(biāo)、多參數(shù)的數(shù)字化“星級判定法”，目標(biāo)函數(shù)計