基于粒子-人工蜂群算法的3RPUPc-UPS并联机构运动学正解研究

作者：常振振,张彦斌,张双,等. 日期：2024-03-06/span> 浏览：1398 查看PDF文档

常振振,张彦斌*,张双,宋黎明,李耀光

摘要:针对3RPUPc-UPS并联机构运动学正解求解困难的问题,对新型3RPUPc-UPS并联机构的运动学特性进行了研究,并构建出位置正解求解模型,进而提出了一种基于粒子-人工蜂群算法(P-ABC)的并联机构运动学求解方法。首先,根据机构的拓扑特性,计算得到了方位特征集、自由度和耦合度;然后,根据机构的几何特征,基于姿态变换矩阵和动平台投影方程,建立了机构的运动学逆解方程,并对比了MATLAB和SOLIDWORKDS的仿真结果,验证了逆解分析的正确性;最后,将运动学逆解方程转化为最小化求解问题,构建出了适合优化算法的运动学正解模型,并利用MATLAB的软件交互界面(GUI)功能,开发出用于计算并联机构运动学正解的软件,分别基于粒子群算法(PSO)、人工蜂群算法(ABC)和P-ABC算法,对该并联机构的运动学正解进行了计算。研究结果表明:P-ABC算法单次求解时间在0.5s内,求解误差级别为10-20,相对于ABC算法,运行时间缩短了50.02%;而相对于POS算法,其求解精度提高了10个数量级。PABC算法能够用于求解该并联机构运动学正解,具有计算速度快、精度高的特点,可以为研究并联机构运动学正解提供新方法。
关键词:机构学;并联机构;位置正解求解模型;方位特征集;粒子-人工蜂群算法;软件交互界面
中图分类号:TH112文献标识码:A文章编号:1001-4551(2024)02-0311-08

本文引用格式:
常振振,张彦斌,张双,等.基于粒子-人工蜂群算法的3RPUPc-UPS并联机构运动学正解研究［J］.机电工程,2024,40(2):311-318.
CHANG Zhenzhen, ZHANG Yanbin, ZHANG Shuang, et al. Forward kinematics solutions of 3RPUPc-UPS parallel mechanism based on a particle-artificial bee colony algorithm［J］.Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2024,40(2):311-318.