凸輪機構(gòu)的模糊優(yōu)化設(shè)計開題報告

1 淮 海 工 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 設(shè)計（論文）題目： 凸輪機構(gòu)的模糊優(yōu)化設(shè)計 學(xué)生姓名： 學(xué) 號： 專業(yè)班級： 機械設(shè)計制造及其自動化 機械 038 指導(dǎo)教師： 職 稱： 教授 講師 2007年 3月 19日 2 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 1.本課題的研究意義，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、水平和發(fā)展趨勢 凸輪機構(gòu)廣泛用于各種自動機中。例如，自動包裝機 自動成形機 自動 裝配機 自動機床紡織機械 農(nóng)業(yè)機械印刷機械 自動辦公設(shè)備 自動售貨機陶瓷 機械加工中心換刀機構(gòu) 高速壓力機械 自動送料機械 食品機械 物流機械電子機械 自動化儀表服裝加工機械 制革機械 玻璃機械 彈簧機械和汽車等。 凸輪機構(gòu)之所以能夠得到廣泛的應(yīng)用，是因為它具有傳動 導(dǎo)向和控制等功能。當它作為傳動機構(gòu)時，可以產(chǎn)生復(fù)雜的運動規(guī)律；當它作為導(dǎo)向機構(gòu)時，可使工作機械的動作端產(chǎn)生復(fù)雜的運動軌跡；當它作為控制機構(gòu)時，可控制執(zhí)行機構(gòu)的工作循環(huán)。凸輪機構(gòu)還具有以下優(yōu)點：高速時平穩(wěn)性好，重復(fù)精度高，運動特性良好，機構(gòu)的構(gòu)件 少，體積小，剛性大，周期控制簡單，運動特性良好，機構(gòu)的構(gòu)件少，體積小，剛性大，周期控制簡單，可靠性好，壽命長。 隨著社會發(fā)展和科技進步，各種自動機正朝著高效率 高精度 自動化程度高 優(yōu)良的性能價格比 壽命長 操作簡單和維修方便等方向發(fā)展。為適應(yīng)這種發(fā)展形式，滿足自動機的要求，作為自動機核心部件的分度凸輪機構(gòu)必須具有特性優(yōu)良的凸輪曲線和高速 高精度性能。 由于計算機軟件和數(shù)控技術(shù)的日益普及，凸輪 CAD/CAM 軟件的問世，為高速高精度凸輪機構(gòu)的設(shè)計 制造和檢測提供了有利條件。 凸輪曲線特性優(yōu)良與否直接影響凸輪機 構(gòu)的精度 效率和壽命。多年來，世界上許多凸輪專家創(chuàng)造了數(shù)十種特性優(yōu)良的凸輪曲線。這些凸輪曲線完全能夠滿足各種自動機的要求。其中，最常用的有修正正弦曲線 修正梯形曲線和修正等速曲線等。日本山梨大學(xué)牧野洋教授研發(fā)的三角函數(shù)通用凸輪曲線幾乎包括全部凸輪曲線。西岡雅夫博士開發(fā)了代數(shù)式通用凸輪曲線。利用這些通用凸輪曲線，輸入一定參數(shù)，就能得到滿足工作特性要求的凸輪曲線，從而制造出滿意的凸輪機構(gòu)。 我國在凸輪機構(gòu)研究方面歷史悠久，理論較深，但在設(shè)計 制造和檢測等應(yīng)用技術(shù)方面，與美日德等工作發(fā)達國家比較，差距較大。 隨著 社會的發(fā)展，我國在凸輪機構(gòu)的理論研究和實用技術(shù)方面取得了長足發(fā)展。在 20世紀 90 年代初期，陜西科技大學(xué)與南通機床廠合作，設(shè)計成功了我國第一臺弧面凸輪數(shù)控銑床，使我國弧面凸輪的設(shè)計與制造邁出了歷史性的一步。在此基礎(chǔ)上，在劉昌祺等教授的指導(dǎo)下，對弧面凸輪機床傳動方案和結(jié)構(gòu)進行了深入的研究。 計算機輔助設(shè)計技術(shù)是人工智能技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛的分支之一。計算機輔助設(shè)計所具有的不僅僅是數(shù)值知識，而且其中包括大量人類專家的經(jīng)驗知識的處理能力，使計算機在工業(yè)中的應(yīng)用得到迅速發(fā)展。 3 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 2.本課 題的基本內(nèi)容，可能遇到的困難，提出解決問題的方法和措施 一 . 凸輪機構(gòu)的模糊優(yōu)化設(shè)計的開發(fā)的基本內(nèi)容 凸輪機構(gòu)的模糊優(yōu)化設(shè)計 系統(tǒng) 的開發(fā)融合了面向?qū)ο蟮能浖_發(fā)技術(shù)、參數(shù)化技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和專家系統(tǒng)技術(shù) ,提高了凸輪機構(gòu)設(shè)計的水平和效率。本課題的主要創(chuàng)新點是把實際問題抽象成正確的數(shù)學(xué)模型并且應(yīng)用計算機來優(yōu)化求解。 凸輪機構(gòu)的模糊優(yōu)化設(shè)計 系統(tǒng) 的開發(fā)的基本內(nèi)容如下： 1）建立模糊優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型，包括目標函數(shù)，模糊約束和普通約束，程序求解算法的選擇和比較。 2）建立兩級模糊評價矩陣。完成模糊優(yōu)化設(shè)計的程序設(shè)計， 包括模糊優(yōu)化設(shè)計的程序設(shè)計的整體規(guī)劃，程序變量設(shè)計，程序的使用說明，全部程序的源程序清單和 面向?qū)ο蟮?VB 程序 。 3）運用面向?qū)ο蟮?VB 程序?qū)崿F(xiàn)具有一定應(yīng)用意義的自動設(shè)計系統(tǒng)（友好的人機交互界面和良好的可操作性）。 4）通過一實例考核自動設(shè)計結(jié)果和查取數(shù)據(jù)正確。 二 .可能 遇到的困難及提出解決問題的方法和措施 凸輪機構(gòu)傳動是機械系統(tǒng)重要的傳動裝置，設(shè)計過程比較復(fù)雜。另外 ,模糊優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型的建立過程也比較復(fù)雜 . 1）凸輪機構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)的設(shè)計過程比較復(fù)雜， 在設(shè)計過程中要依據(jù)整體的規(guī)劃，反復(fù)檢查，使其得到正確的設(shè) 計結(jié)果。 2）模糊優(yōu)化設(shè)計包括建立數(shù)學(xué)模型和應(yīng)用計算機優(yōu)化程序求解這樣兩方面的內(nèi)容。如何從實際問題從抽象出正確的數(shù)學(xué)模型，是工程模糊優(yōu)化設(shè)計的關(guān)鍵之一，也是模糊優(yōu)化設(shè)計的難點。 由于此程序的設(shè)計基于面向?qū)ο蟮?VB 程序平臺，要想很好地完成此部分的程序設(shè)計，需要有較強的 VB 程序編程能力。因此我們要時刻注意提高自己的編程能力。 4 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 3.本課題擬采用的研究手段（途徑）和可行性分析 在各類機器中 ,為了實現(xiàn)各種復(fù)雜的運動要求 ,廣泛應(yīng)用著凸輪機構(gòu) .近年來 ,國內(nèi)外采用優(yōu)化方法進行凸輪機構(gòu)設(shè) 計已取得較大的進展 .但以往的工作均未考慮到凸輪機構(gòu)中有些因素的模糊性 ,致使難以迅速獲得諸方面皆滿意的方案 ,本節(jié)考慮到約束條件的模糊性 ,建立了凸輪機構(gòu)的模糊優(yōu)化數(shù)學(xué)模型 ,并對一實例進行了模糊優(yōu)化設(shè)計 . 1） 基于知識的開發(fā)工具 構(gòu)造的自動設(shè)計系統(tǒng)； 2） 基于實例的 自動設(shè)計系統(tǒng)。 隨著工程設(shè)計理論的發(fā)展，優(yōu)化設(shè)計已經(jīng)成為現(xiàn)代設(shè)計方法的重要內(nèi)容之一。優(yōu)化設(shè)計的目的是從所有也能的方中，尋找出滿足設(shè)計要求的目標函數(shù)的最佳方案。由于機械工程領(lǐng)域中的模糊性和模糊現(xiàn)象的普遍正在，在工程設(shè)計的目標函數(shù)和約束條件中都存在明顯的 模糊性因素和信息。凸輪機構(gòu)的模糊優(yōu)化設(shè)計就是凸輪機構(gòu)作為設(shè)計目標，對于正確分析處理這些模糊的因素和信息作一研究。使設(shè)計更加合理。同時對于優(yōu)化設(shè)計的方法和理論作一拓展性研究。 而 面向?qū)ο蟮臋C械設(shè)計 開發(fā) 工具將多種知識表示融合于知識對象中，其面向?qū)ο蟮耐评頇C自帶各種控制信息和復(fù)合不精確推理方法，使得系統(tǒng)具有較強的適用性和通用性，為用戶開發(fā)機械設(shè)計 系統(tǒng) 提供了一個良好的環(huán)境。 我們現(xiàn)有所學(xué)知識 V