基于MATLAB和Pro／E的四杆机构多目标优化设计

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0 前言 1 问题提出及数学模型的建立机械优化是数学规划理论 、机械结构分析理论以及计算机应用技术等多学科交叉形成的综合决策学科 ]。机械机构中，四杆机构使用广泛，无论是在日常生产生活还是军事领域当中都被大量应用，如起重机、汽车转向机构、飞机起落架机构及雷达天线俯仰机构等2]。根据机械的用途和性能要求的不同，四杆机构的设计要求基本上可归纳为：满足预定的运动规律要求、满足预定的连杆位置要求以及满足预定的轨迹和性能要求。常用的设计方法有解析法、作图法和实验法。这些常规的设计方法在针对单个设计 目标时 ，-般具有很 好的效果。但在实际应用中，往往是多个设计目标同时出现，而且经常会出现各目标之间互相矛盾和制约的问题 ，此时，常规设计方法可能会失效。本文以四杆机构中的曲柄摇杆机构为例，针对-个实际应用过程中多个优化目标的实现，建立了相应的数学模型，使用 MATLAB优化工具箱，对具有多个 目标函数的数学模型进行求解，讨论了在特定条件下，各组不同解的优劣性和满足设计要求的取舍问题；并使用 Pro/E机构运动仿真拈对该求解结果进行验证。此综合方法为四杆机构的多 目标优化设计问题提供了-个很好的解决途径。

4曲柄摇杆机构是铰链四杆机构中的-种 ，在实际工程应用中，该型机构应用广 泛，如缝