本文对装载机工作装置连杆机构的设计特点、设计方法及其结构型式对机构的设计影响进行了分析,提出了用外点罚函数处理约束、座标轮换法选取可行初始点、复合形法进行优化的一套方法,并结合实例进行了验证,取得了满意的结果。

针对传统电子商务用户行为聚类分析方法存在的缺陷,提出了基于组合优化理论的电子商务用户行为聚类分析方法。首先分析了K-means聚类算法计算量大、获取最优解时间长的原因,然后将复合形法的K-means聚类算法和遗传算法进行组合,实现电子商务用户行为聚类分析,最后进行了电子商务用户行为聚类分析的仿真实验。结果表明,所提方法的电子商务用户行为聚类精度值达到94.95%,可以有效提升电子商务平台经济效益,具有较高的推广价值。

以新型装配式建筑墙板安装机为研究对象,分析了机构构型及具体实施方式,建立了动臂起落机构运动学、动力学数学模型,求解了油缸最大负载与尺度参数的函数关系;以动臂起落机构各构件尺度参数为设计变量,以动臂抬升过程中动臂油缸最大负载最小为目标函数,以整机布局、机构奇异性、几何约束等为约束条件,建立了动臂起落机构尺度优化模型;基于复合形法并通过Matlab软件进行迭代计算,得到了动臂起落支链各构件最优尺度参数,使得动臂起落油缸最大负载降低了11%左右,有效提升了机构的动态性能;基于Creo软件分别建立了优化前、后装配式建筑墙板安装机虚拟样机,并进行动力学仿真分析,验证了尺度优化模型的正确性。研究为装配式建筑墙板安装机性能提升提供了依据。

针对现今装配式建筑预制墙板的安装问题,设计了一种新型墙板立板机,通过动臂翻转机构实现末端抓取装置俯仰位姿调节,进而实现预制墙板定位安装作业。其中,动臂翻转机构属于液动连杆机构,通过力学仿真分析发现,动臂起落机构属于主要承力机构,驱动油缸负载最大。为此,针对动臂起落机构建立尺度优化模型,以驱动油缸的最大负载最小为目标函数,基于复合形法优化算法求得动臂翻转机构最优尺度参数,优化后驱动油缸最大负载降低36%左右,驱动油缸性能显著提升;通过Creo软件建立虚拟样机,进行了刚体动力学仿真分析,验证了机构尺度优化模型的可行性;最后,进行样机研制及其施工试验,动臂翻转机构工作性能符合设计要求。

针对传统飞艇外形设计过程中仅将阻力作为优化目标的问题,先参照多学科优化设计理念,在原有阻力模型的基础上,引进体积与表面积对飞艇外形优化设计的影响,建立飞艇优化的数学模型,构建优化框架,再结合最优化设计中的复合形法,依据双向并行探索理念,提出一种改进复合形法,并将其运用到飞艇外形优化中,结合优化值给出不同需求下的优化设计方案,最后结合实际算例仿真分析得出改进复合形法对于飞艇外形的优化是可行的结论。

针对目前液压缸结构设计中主要结构参数依据经验方法确定的不足,基于复合形法编制了结构优化设计软件,并用此软件对某型号法兰支承液压缸进行了优化设计。结果表明,采用该结构优化设计软件优化后的液压缸重量相对减少了很多,优化效果明显。

欠驱动是指驱动数目小于机构自由度数的运动,利用欠驱动原理能够减少机构的驱动数从而降低机构复杂性。设计了一种欠驱动机器人末端夹持器,利用复合形法对其尺寸进行了优化设计,确定了合适的杆长比。通过ADAMS仿真出接触力变化曲线。为减小机构质量,样机采用3D打印并装配,运用NI数据采集卡及LabVIEW软件搭建接触力测量系统平台,进行抓取实验并测量接触力变化。实验证明,所设计的末端夹持器能平稳地实现抓取功能,且能够满足强度和硬度要求。

鲁棒性是指当系统中的不确定性IS素发生微小变化时，系统性能的改变程度，而齿轮传动系统在加工装配过程中存在诸多误差，为了提高齿轮传动系统在不确定误差存在的情况下的鲁棒性，提出了齿轮箱的鲁棒优化设计方法。优化设计方法主要包含3个步骤：（1）系统模拟，即建立齿轮箱的动力学模型，从而计算齿轮箱的动态性能，并通过蒙特卡罗模拟的方式计算在不确定因素影响下的齿轮箱的鲁棒性能；（2）构造目标函数，采用目标规划法将多个动态性能、鲁棒性能和质量统一为一个目标函数；（3）目标优化，通过复合形法在约束条件下优化目标函数得到最优解。最后以平行直齿轮的鲁棒优化设计为例说明了提出的鲁棒优化方法，从优化结果的性能可知，鲁棒优化方法相对于传统优化方法能够明显提高齿轮传动系统动态性能的鲁棒性。

目前,大多数机械臂在工作过程中运行时间不为最优,为了提高机械臂的工作效率,提出了一种基于复合形法的时间最优机械臂轨迹规划方法。该方法以5-7-5多项式插值法作为轨迹规划的基础,并以运动角度、运动速度以及运动加速度作为约束,采用复合形法进行优化,得到满足运动要求的时间最优运动轨迹。以FS20N机器人为对象进行研究分析,并导入MATLAB进行验证,仿真结构表明,复合形法有效地优化了时间。

为求解高压条件下锥形配流副的润滑模型该文提出了综合应用有限差分法、液阻网络法和约束最优化复合形法的二元二目标复合形法研究表明了模型解的存在性和唯一性并通过实例应用二元二目标复合形法对润滑模型进行了求解。实例结果显示平衡油槽的无量纲压力随工作压力的变化保持恒定配流间隙随工作压力增大呈线性减小而偏心率在工作压力范围内均略小于0最小为-0.036。研究为锥形配流副弹流润滑特性的分析及其设计提供了参考。