球面四杆机构函数综合的带修复策略可行性规则差分进化算法

来源：机械工程学报杂志2015年第11期北京时间：

作者：车林仙， 杜力， 黄勇刚

单位：1.重庆工商大学制造装备机构设计与控制重庆市重点实验室；2.重庆工程职业技术学院机械工程学院

摘要：根据杆长限制条件，建立约束方程，进而得出求解球面四杆机构函数综合问题的非线性方程组，并将该方程组的求解转化为鞍点规划问题。以杆长协调、传动角、避免乱支缺陷等为约束条件，提出球面四杆机构近似函数综合的约束优化模型，再应用差分进化(Differential evolution, DE)算法求解该问题。在定义约束违反度和弱、强不可行解的基础上，提出处理约束条件的改进可行性规则，形成求解约束优化问题的可行性规则差分进化(Feasibility-rule-based DE, FRDE)算法。应用4个benchmark约束优化问题测试FRDE算法的优化性能，结果表明，其可靠性和稳健性指标优于对比算法。面向机构优化综合问题，将修复策略融入FRDE算法，发展为带修复策略的FRDE算法(Feasibility-rule-based DE algorithm with repair strategies, FRRDE)。给出5个函数综合实例。结果显示，优化模型和方法可行有效，且FRRDE算法的优化性能好于对比算法。

关键词：差分进化算法,函数综合,可行性规则,球面四杆机构,修复策略,约束优化；

基金资助：国家自然科学基金(51075417, 51105397)和重庆市教育委员会科学技术研究(KJ1403201)和制造装备机构设计与控制重庆市重点实验室开放基金(20150203)资助项目