一种新型并联机构工作空间边界搜索算法研究

简介

针对传统工作空间数值搜索法搜索效率低的问题,提出了一种利用变步长天牛须算法确定机构工作空间边界的新求解算法。通过对基于变步长天牛须优化算法(BAS)的改进,制定基于距出发起点的欧氏距离和符合工作空间的复合通用目标函数,定义了天牛须速度变量、衰减系数等参数,多天牛群(MBSA)能在多维度机构边界点寻找达到其最大值,从而快速找到精确的边界点集合。以3RPR平面并联机构和空间3UPRRR并联机构为例,利用MBSA算法最优化求解得到工作空间边界集合,与极坐标搜索法相比,验证该方法的有效性、高效性。还研究了初始位置、速度以及变步长和速度衰减系数对工作空间搜索的影响,结果表明MBAS工作空间搜索算法具有较强通用性,初始点的选择的不影响搜索结果,速度以及变步长和速度衰减系数对收敛速度有明显影响,与离散化方法相比MBAS搜索过程搜索效率高、边界点准确、通用性强。