光学精密工程
光學精密工程
광학정밀공정
OPTICS AND PRECISION ENGINEERING
2015年
4期
1096-1104
,共9页
微操作平台%中心组合设计%响应面法%多目标遗传算法
微操作平檯%中心組閤設計%響應麵法%多目標遺傳算法
미조작평태%중심조합설계%향응면법%다목표유전산법
micro-manipulation stage%central composite design%response surface method%multi-objective genetic algorithm
为了提高微操作平台的操作空间和动态性能,基于响应面法对一种新型微操作平台进行了多目标优化设计.采用中心组合设计方法选取仿真试验点,根据试验点建立平台的参数化几何模型,应用软件ANSYS对平台进行静力学和模态分析得到其固有频率、位移放大倍数和最大应力的响应值.根据所得的仿真试验数据,采用最小二乘法和显著性检验建立反映平台性能指标的二阶多项式响应面模型.最后,计算了反映响应面拟合度的评价指标,验证了所建响应面模型的精确性.以微操作平台的放大倍数和固有频率为优化目标,强度为约束,建立了平台的多目标优化模型,采用多目标遗传算法对平台进行优化得到Pareto解集.从Pareto解集可知,固有频率与放大倍数之间是相互冲突的,故需权衡固有频率和放大倍数从Pareto解集选取最优解.比较优化前后平台的各性能指标可知,平台的固有频率增大了35.58％,放大倍数增大了2.33％,最大应力减小了38.97％,证明了提出的优化方法的有效性.
為瞭提高微操作平檯的操作空間和動態性能,基于響應麵法對一種新型微操作平檯進行瞭多目標優化設計.採用中心組閤設計方法選取倣真試驗點,根據試驗點建立平檯的參數化幾何模型,應用軟件ANSYS對平檯進行靜力學和模態分析得到其固有頻率、位移放大倍數和最大應力的響應值.根據所得的倣真試驗數據,採用最小二乘法和顯著性檢驗建立反映平檯性能指標的二階多項式響應麵模型.最後,計算瞭反映響應麵擬閤度的評價指標,驗證瞭所建響應麵模型的精確性.以微操作平檯的放大倍數和固有頻率為優化目標,彊度為約束,建立瞭平檯的多目標優化模型,採用多目標遺傳算法對平檯進行優化得到Pareto解集.從Pareto解集可知,固有頻率與放大倍數之間是相互遲突的,故需權衡固有頻率和放大倍數從Pareto解集選取最優解.比較優化前後平檯的各性能指標可知,平檯的固有頻率增大瞭35.58％,放大倍數增大瞭2.33％,最大應力減小瞭38.97％,證明瞭提齣的優化方法的有效性.
위료제고미조작평태적조작공간화동태성능,기우향응면법대일충신형미조작평태진행료다목표우화설계.채용중심조합설계방법선취방진시험점,근거시험점건립평태적삼수화궤하모형,응용연건ANSYS대평태진행정역학화모태분석득도기고유빈솔、위이방대배수화최대응력적향응치.근거소득적방진시험수거,채용최소이승법화현저성검험건립반영평태성능지표적이계다항식향응면모형.최후,계산료반영향응면의합도적평개지표,험증료소건향응면모형적정학성.이미조작평태적방대배수화고유빈솔위우화목표,강도위약속,건립료평태적다목표우화모형,채용다목표유전산법대평태진행우화득도Pareto해집.종Pareto해집가지,고유빈솔여방대배수지간시상호충돌적,고수권형고유빈솔화방대배수종Pareto해집선취최우해.비교우화전후평태적각성능지표가지,평태적고유빈솔증대료35.58％,방대배수증대료2.33％,최대응력감소료38.97％,증명료제출적우화방법적유효성.
