分析了四桿機構(gòu)的應(yīng)用類型及優(yōu)化求解方法，針對具有多個設(shè)計要素的四桿機構(gòu)，建立數(shù)學(xué)模型;應(yīng)用多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計的線性加權(quán)法，使用MATLAB優(yōu)化工具箱，分析并解決了四桿機構(gòu)設(shè)計過程中的多目標(biāo)優(yōu)化求解問題。通過Pro/E軟件驗證了該求解結(jié)果的正確性。

　　前言

　　機械優(yōu)化是數(shù)學(xué)規(guī)劃理論、機械結(jié)構(gòu)分析理論以及計算機應(yīng)用技術(shù)等多學(xué)科交叉形成的綜合決策學(xué)科。機械機構(gòu)中，四桿機構(gòu)使用廣泛，無論是在日常生產(chǎn)生活還是軍事領(lǐng)域當(dāng)中都被大量應(yīng)用，如起重機、汽車轉(zhuǎn)向機構(gòu)、飛機起落架機構(gòu)及雷達(dá)天線俯仰機構(gòu)等[2]。根據(jù)機械的用途和性能要求的不同，四桿機構(gòu)的設(shè)計要求基本上可歸納為：滿足預(yù)定的運動規(guī)律要求、滿足預(yù)定的連桿位置要求以及滿足預(yù)定的軌跡和性能要求。常用的設(shè)計方法有解析法、作圖法和實驗法。這些常規(guī)的設(shè)計方法在針對單個設(shè)計目標(biāo)時，一般具有很好的效果。但在實際應(yīng)用中，往往是多個設(shè)計目標(biāo)同時出現(xiàn)，而且經(jīng)常會出現(xiàn)各目標(biāo)之間互相矛盾和制約的問題，此時，常規(guī)設(shè)計方法可能會失效。本文以四桿機構(gòu)中的曲柄搖桿機構(gòu)為例，針對一個實際應(yīng)用過程中多個優(yōu)化目標(biāo)的實現(xiàn)，建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，使用MATLAB優(yōu)化工具箱，對具有多個目標(biāo)函數(shù)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解，討論了在特定條件下，各組不同解的優(yōu)劣性和滿足設(shè)計要求的取舍問題;并使用Pro/E機構(gòu)運動仿真模塊對該求解結(jié)果進(jìn)行驗證。此綜合方法為四桿機構(gòu)的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計問題提供了一個很好的解決途徑。

　　4、結(jié)語

　　在進(jìn)行四桿機構(gòu)及其他類型機構(gòu)的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計時，對于各個目標(biāo)函數(shù)做統(tǒng)一邊界處理，明確各目標(biāo)函數(shù)在整個數(shù)學(xué)模型中的權(quán)重值和所要設(shè)計的機械性能特性，應(yīng)用多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計的線性加權(quán)法[9]，使用MATLAB優(yōu)化工具箱，進(jìn)行程序編制，找出滿足條件的解，再進(jìn)行性能相對比較分析，尋找到比較適合各設(shè)計目標(biāo)的最優(yōu)解，最終通過Pro/E軟件進(jìn)行運動仿真，將在MATLAB軟件中求解的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到Pro/E軟件中，對結(jié)果進(jìn)行驗證。該方法具有方便、快捷、高效和準(zhǔn)確的特點，為較好地解決四桿機構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計問題提供了一個途徑。