基于滿意度的分插機(jī)構(gòu)優(yōu)化方法研究及軟件集成.pdf

1、分插機(jī)構(gòu)是水稻插秧機(jī)的核心工作部件,其結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化是提高插秧機(jī)插秧質(zhì)量和工作效率的關(guān)鍵。分插機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,目標(biāo)要求眾多,其優(yōu)化是典型的多目標(biāo)優(yōu)化問題,由于優(yōu)化目標(biāo)具有耦合性、非線性、模糊性,因此用傳統(tǒng)的優(yōu)化方法難以得到最優(yōu)解。滿意優(yōu)化是解決分插機(jī)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化問題的理想方法,該方法基于滿意度原理,不強(qiáng)調(diào)獲取最優(yōu)解而是根據(jù)具體情況尋求問題的滿意解,可以很容易得到具有理想滿意度的分插機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)。
　　 本文以非直線排列式橢圓齒輪行

2、星系分插機(jī)構(gòu)為例,研究分插機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)滿意優(yōu)化方法,具體的研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下:
　　 1)對(duì)非直線排列式橢圓齒輪行星系分插機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了分析,建立了分機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型。
　　 2)根據(jù)分插機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型及分插機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求,建立分插機(jī)構(gòu)優(yōu)化模型,并在此基礎(chǔ)上定義了分插機(jī)構(gòu)滿意度的概念,利用模糊數(shù)學(xué)中的綜合評(píng)判法量化分插機(jī)構(gòu)滿意度。
　　 3)運(yùn)用模糊綜合評(píng)價(jià)獲得樣本滿意度,并利

3、用所得樣本在MATLAB中對(duì)BP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練,獲得分插機(jī)構(gòu)滿意度函數(shù),用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)了任意一組結(jié)構(gòu)參數(shù)下分插機(jī)構(gòu)性能的定量評(píng)價(jià)。
　　 4)以分插機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的綜合滿意度為優(yōu)化目標(biāo),采用改進(jìn)的精英保留策略遺傳算法對(duì)分插機(jī)構(gòu)進(jìn)行滿意優(yōu)化,獲得一組優(yōu)化數(shù)據(jù):α=21.6501mm,κ=0.987101,α0=-55.3864°,δ0=28.8596°,(ψ)0=25.003°,S=169.062mm,H=130mm,W1=200

4、r/min。該組參數(shù)下,各優(yōu)化目標(biāo)為:秧針軌跡高度324.45mm,軌跡的動(dòng)穴口長(zhǎng)度15.02mm,取秧角5.26°,推秧角62.67°,角度差57.41°,行星架力峰值253.58N,行星架力波動(dòng)51.28N,栽植臂力峰值248.42N,栽植臂力波動(dòng)27.06N,滿意度為94.1092,與專家的經(jīng)驗(yàn)值相符。
　　 5)按照優(yōu)化結(jié)果對(duì)非直線排列式橢圓齒輪行星系分插機(jī)構(gòu)進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),利用UG軟件完成了其三維造型和虛擬裝配?；贏

5、DAMS軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的分插機(jī)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真和分析,將仿真得到的結(jié)果和理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較,驗(yàn)證了數(shù)學(xué)模型及優(yōu)化結(jié)果的正確性。
　　 6)基于MATLAB平臺(tái)開發(fā)分插機(jī)構(gòu)滿意度評(píng)價(jià)及優(yōu)化軟件。該軟件具有良好的工作界面,其內(nèi)容包括分插機(jī)構(gòu)秧針尖點(diǎn)動(dòng)軌跡和靜軌跡仿真、分插機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)目標(biāo)評(píng)價(jià)及總滿意度評(píng)價(jià)、滿意優(yōu)化等,便于設(shè)計(jì)者即使是非專業(yè)研究人員,也能很方便地進(jìn)行分插機(jī)構(gòu)的理論分析和結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化。本文所設(shè)計(jì)的是一種傻瓜式的分插