基于元启发式算法的凸轮从动机构优化设计研究

简介

针对传统的凸轮从动机构设计方法不能满足凸轮从动机构多因素和多层次的设计要求,提出用元启发式算法对凸轮从动机构进行设计优化。构建凸轮从动机构简化示意图,采用元启发式算法实现凸轮从动机构的设计优化,并对优化效果进行仿真验证。分析凸轮从动机构的结构,建立凸轮从动机构数学模型;定义3个优化目标,同时添加8个约束条件。开发元启发式优化算法蚂蚁优化器,编写相应代码。采用MATLAB软件对凸轮从动机构进行仿真,与传统计算法计算结果进行对比和分析。仿真结果表明:采用元启发式算法优化后,机构尺寸最大减小9.5%、提升从动机构所需力最大减少2.4%、最大接触应力最大减少12.1%,从动机构位移跟踪误差、速度以及加速度的最大值也大大减少。验证了采用元启发式算法能有效实现凸轮从动结构的设计优化。