【正文】 本次論文分別由 XXXX 一起共同完成， XXX 負(fù)責(zé) ADAMS 模型的建立以及參數(shù)化的寫(xiě)作， XXX 負(fù)責(zé)最優(yōu)化以及 ISIGHT 初步優(yōu)化的寫(xiě)作， XX 負(fù)責(zé) ISIGHT與 ADAMS 聯(lián)合優(yōu)化的部分以及結(jié)果分析總結(jié)等部分。于是，我們開(kāi)始深入了解、學(xué)習(xí) ISIGHT 的優(yōu)化方法。所以，最終得到的結(jié)果還需要進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化、研究。 2 0 0 0 1 8 0 0 1 6 0 0 1 4 0 0 1 2 0 0 1 0 0 0 8 0 0 6 0 0 4 0 0 2 0 000 100 200 300 400 500 600OBJECTIVE_1O B J E C T I V E _ 1Se r ie s 1 6. 將接下來(lái)利用優(yōu)化算法 MOST 進(jìn)行優(yōu)化仿真，操作步驟基本相同，最后輸出結(jié)果見(jiàn) 附件 2。 3. 在 Objective 欄勾選夾緊力為最優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)。二次連續(xù)規(guī)劃法 (SQP)是 NLPQL的核心算法。本文參考文獻(xiàn) [8]選擇數(shù)值型優(yōu)化技術(shù)中的混合型優(yōu)化算法（ MOSTT）和連續(xù)二次規(guī)劃法（ NLPQL）。點(diǎn)擊運(yùn)行Runtime_Gateway，運(yùn)行了 100 步后輸出實(shí)驗(yàn)文件，見(jiàn) 附件 。 變量參數(shù)映像 進(jìn)入 ADAMS 界面后，將夾緊機(jī)構(gòu)的變量在 ISIGHT 中映像。從 ISIGHT 安裝目錄下的 SMAFIPponents文件夾下 選擇 ADAMS20xx 版本的文件夾。 方案一宣告失敗，在文獻(xiàn)中的方法繁瑣難以成功，我們?cè)噲D尋找一種更加便捷的方法，經(jīng)過(guò)不斷地查閱資料，不斷地嘗試，我們找到了另外一種更加高效快捷的方法，也就是方案二。 (5) 在 Simcode 的 Input 中設(shè)置變量， Output 中設(shè)置變量 (6) 在主 菜單中選擇 File 中的 Input 中選擇 文件 ,Output 中選擇 重慶大學(xué)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 基于 ADAMS 與 ISIGHT 的航空飛行器夾緊機(jī)構(gòu)聯(lián)合仿真與優(yōu)化 25 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) (1) 在主 菜單的 Process ponents 選擇 DOE代替 task1. (2) 雙 擊 DOE圖標(biāo)，在 DOE Technique 中選擇 Optimal Latin Hypercube,將 Number of Points 設(shè)置成 100， Max Time to Optimize 設(shè)置成 5。 ISIGHT 提供了 4 類(lèi)設(shè)計(jì)優(yōu)化算法：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) (DOE)分析，發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵參數(shù)，探索設(shè)計(jì)空間；優(yōu)化算法：尋找滿(mǎn)足約束條件和目標(biāo) 函數(shù)的最好設(shè)計(jì)方案；近似方法：用近似模型代替運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)的計(jì)算機(jī)模型，以快速獲得解答；質(zhì)量工程方法：尋找成功概率高并且對(duì)不確定因素不敏感的設(shè)計(jì)方案，最終達(dá)到穩(wěn)健和可靠性。 多體動(dòng)力學(xué)及其基本理論 多體系統(tǒng)是多個(gè)相互運(yùn)動(dòng)的物體通過(guò)運(yùn)動(dòng)副相聯(lián)的多剛體系統(tǒng)和多柔體系統(tǒng)，通常用來(lái)研究系統(tǒng)的位移、速度、加速度與其受力之間的關(guān)系。 adams 自動(dòng)運(yùn)行多次后，分別將每次的數(shù)據(jù)繪制在同一張圖中，從而得到彈簧力測(cè)量圖如下。點(diǎn)擊 Apply。 設(shè)計(jì)變量名 設(shè)計(jì)點(diǎn)位置 初始值 初始位置敏感值 最大值 DV_1 (POINT_1X) 0 1 DV_2 (POINT_1Y) 0 0 DV_3 (POINT_2X) 3 DV_4 (POINT_2Y) 3 DV_5 (POINT_3X) 2 DV_6 (POINT_3Y) 8 DV_7 (POINT_19X) 1 DV_8 (POINT_19Y) 10 DV_9 (POINT_19_2X) 6 DV_10 (POINT_192Y) 5 四 最優(yōu)化設(shè)計(jì) 找到了對(duì)彈簧力影響最大的點(diǎn)，接下來(lái)進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計(jì)。 (2) 按下圖完成對(duì)話(huà)框。 Database Navigator 出現(xiàn)。結(jié)果如下圖所示。 三 參數(shù)化模型及其初步優(yōu)化 夾緊機(jī)構(gòu)中各鉸接點(diǎn)的位置是夾緊機(jī)構(gòu)布置的主要參數(shù)，優(yōu)化設(shè)計(jì)的實(shí)質(zhì)就是確定夾緊機(jī)構(gòu)的最佳布置方案，因此各鉸接點(diǎn)位置必須確定為設(shè)計(jì)變量，完成后的參數(shù)化模型如圖 所示。 接下來(lái)點(diǎn)擊 Add Cures 添加曲線(xiàn)。選中 Create Measure 選項(xiàng)，導(dǎo)入 。 模型仿真 1) 選擇 Simulation 工具，進(jìn)行一次 秒 100 步的模擬。 角度測(cè)試 現(xiàn)在要測(cè)量點(diǎn) POINT_19 POINT_ POINT_19之間形成的角度 (1) 選擇 Design Exploration 欄下 按鈕，建立一個(gè)新的角度測(cè)量。 點(diǎn)取點(diǎn)（ 14,1,0）和（ 23,1,0）放置彈簧 。最后模型如下圖所示。 (3)建立手柄 選擇 Link 工具，在 Point_3 和 Point_4 之間建立連桿，重命名為 handle。 在 Setting 菜單中選擇 Working Grid,則工作柵格設(shè)置對(duì)話(huà)框就會(huì)彈出，將工作柵格尺寸節(jié)點(diǎn) 4 手柄 連桿 樞軸 地面 掛鉤 彈簧 節(jié)點(diǎn) 1 節(jié)點(diǎn) 2 節(jié)點(diǎn) 3 節(jié)點(diǎn) 19 節(jié)點(diǎn) 19_2 重慶大學(xué)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 基于 ADAMS 與 ISIGHT 的航空飛行器夾緊機(jī)構(gòu)聯(lián)合仿真與優(yōu)化 9 設(shè)置為 25，格距為 1，點(diǎn)擊 OK。 最后介紹了實(shí)際過(guò)程中小組成員的一些心得體會(huì)和模型的不足之處。 3. 正在對(duì)夾緊機(jī)構(gòu)模型參數(shù)化，并作初步結(jié)構(gòu)優(yōu)化。對(duì)實(shí)際的飛行器加緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)有指導(dǎo)作用。 作者簽名： 日期： 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）授權(quán)使用說(shuō)明 本論文（設(shè)計(jì)）作者完全了解 **學(xué)院有關(guān)保留、使用畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的規(guī)定，學(xué)校有權(quán)保留論文（設(shè)計(jì)）并向相關(guān)部門(mén)送交論文（設(shè)計(jì)）的電子版和紙質(zhì)版。有權(quán)將論文（設(shè)計(jì)）用于非贏利目的的少量復(fù)制并允許論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)入學(xué)校圖書(shū)館被查閱。 通過(guò) ADAMS 軟件建立飛行器加緊機(jī)構(gòu)的 ADAMS 模型，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真，得到夾緊力為 ,通過(guò)將仿真模擬數(shù)據(jù)同物理樣機(jī)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相比較，說(shuō)明仿真結(jié)果具有說(shuō)服力。 4. 采用山東科技大學(xué)李慶國(guó)教授的多體動(dòng)力學(xué)優(yōu)化方法優(yōu)化夾緊機(jī)構(gòu)。 重慶大學(xué)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 基于 ADAMS 與 ISIGHT 的航空飛行器夾緊機(jī)構(gòu)聯(lián)合仿真與優(yōu)化 8 一 航空飛行器夾緊機(jī)構(gòu) ADAMS模型建立 彈簧掛鎖模型的工作原理 在節(jié)點(diǎn) 4 處下壓操作手柄，掛鎖就能夠夾緊。 在 Setting 菜單中選擇 Icons,彈出 Icons 設(shè)置對(duì)話(huà)框，將 Model Icons 的所有缺省尺寸改為2，點(diǎn)擊 ok。 (4)用轉(zhuǎn)動(dòng)鉸鏈連接各構(gòu)件 選擇 Revolute Joint 在 Point_1 處放置一個(gè)鉸鏈。 重慶大學(xué)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 基于 ADAMS 與 ISIGHT 的航空飛行器夾緊機(jī)構(gòu)聯(lián)合仿真與優(yōu)化 11 二 初始設(shè)置下模型的運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真 測(cè)試初始模型 生成地塊 在 bodies 欄選擇 并把生成方法 New Part 改為 On Ground。 加手柄力 (1)在 force 欄下選擇 并在對(duì)話(huà)框中將仿真時(shí)方向改為 Body Moving，在特性欄中選擇 Constant。 (2) 點(diǎn)擊 Advanced，彈出 Angle Measure 窗口，鍵入測(cè)量名 angle。你應(yīng)該得到提示由于傳感器的作用 。 (3)在 Model Name 欄中鍵入 .Latch，選擇 OK。 (5)編輯曲線(xiàn)圖。由節(jié)點(diǎn) 1 一節(jié)點(diǎn) 6 六個(gè)設(shè)計(jì)點(diǎn)確定機(jī)構(gòu)的位置方案，夾緊機(jī)構(gòu)由手柄、樞軸、連桿和掛鉤四部分組成，在節(jié)點(diǎn) 4 位置施加一方向垂直于手柄的恒定作用力。 節(jié)點(diǎn) 4 手柄 連桿 樞軸 地面 掛鉤 彈簧 節(jié)點(diǎn) 1 節(jié)點(diǎn) 2 節(jié)點(diǎn) 3 節(jié)點(diǎn) 19 節(jié)點(diǎn) 19_2 重慶大學(xué)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 基于 ADAMS 與 ISIGHT 的航空飛行器夾緊機(jī)構(gòu)聯(lián)合仿真與優(yōu)化 16 重新設(shè)置設(shè)計(jì)變量的值 (1) 在 Table Editor 的下邊選擇 Variables. (2) 選擇 Filters， Table Editor Filters 對(duì)話(huà)框出現(xiàn)。 (2) 雙擊 DV_1，設(shè)計(jì)變量編輯對(duì)話(huà)框出現(xiàn)。 (3)點(diǎn)擊 Start，自動(dòng)進(jìn)行五次優(yōu)化仿真。最優(yōu)化過(guò)程為：首先，設(shè)定 3個(gè)對(duì)彈簧力影響最大的變量的變化范圍，以彈簧力的最大張力為優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，最后運(yùn)行 adams的 design study 模塊進(jìn)行最優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而找到 3 個(gè)點(diǎn)的最佳的位置 [5]。重復(fù)上述步驟設(shè)置 DV_ DV_8。 重慶大學(xué)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 基于 ADAMS 與 ISIGHT 的航空飛行器夾緊機(jī)構(gòu)聯(lián)合仿真與優(yōu)化 20 下圖 SPRING_1_force vs. Iteration 顯示彈簧力隨每一次深化的變動(dòng)情況。為了解決不同學(xué)科間的協(xié)同設(shè)計(jì)問(wèn)題，人們提出了多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化的思想。 相比于 ADAMS 軟件進(jìn)行的優(yōu)化， ISIGHT 有利于得到系統(tǒng)的整體最優(yōu)，而且包含的優(yōu)化算法更全面。點(diǎn)擊 Factors 全選變量 DV_1 到 DV_10。 方案二 ADAMS 插件配置 ISIGHT 有豐富的軟件接口，其中包括 ADAMS，但是直接運(yùn)行 ADAMS 接口無(wú)法從ADAMS 中導(dǎo)出變量，由于參考文獻(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)教程均采用 simcode 插件，自己編寫(xiě)或是從 adams中導(dǎo)出輸入、執(zhí)行、輸出文件，這種方法不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，由于每個(gè)人的電腦軟件環(huán)境的不同，在 不同的電腦上都要進(jìn)行重新編寫(xiě)，更換文件夾也會(huì)導(dǎo)致無(wú)法運(yùn)行。在 MSC ADAMS 安裝目錄下的python\win32\Lib\sitepackages\mdi 文 件 夾 下創(chuàng) 建 CommandListener 文件夾，將SMAFIPponents 文件夾下的 文件、 文件和 文件拷貝到 CommandListener 文件夾內(nèi)，就在 ADAMS 中導(dǎo)入了 ISIGHT 插件。 在仿真窗口設(shè)置仿真時(shí)間為 2s，仿真步數(shù)為 100 步，點(diǎn)擊開(kāi)始，進(jìn)行仿真，在 ADAMS主選項(xiàng)中選擇 Simulate ISIGHT Export， Export to ISIGHT 窗口出現(xiàn)， 在 Design Variable 欄選右鍵擇變量 DV_1 到 DV_10，在 Design Objective 欄選擇彈簧力。 ISIGHT 自動(dòng)生成了對(duì)夾緊力影響最大的變量的圖，見(jiàn)圖 51。 混合整型優(yōu)化方法 MOST 首先認(rèn)定所給的設(shè)計(jì)問(wèn)題是連續(xù)的，并使用連續(xù)二次規(guī)劃法得到一個(gè)初始的峰值。將目 標(biāo)函數(shù)以二階泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)，并把約束條件線(xiàn)性化，原非線(xiàn)性問(wèn)題就轉(zhuǎn)化為一個(gè)二次規(guī)劃問(wèn)題，通過(guò)解二次規(guī)劃得到下一個(gè)設(shè)計(jì)點(diǎn)。這樣， ISIGHT 優(yōu)化設(shè)置基本完成。最終得到優(yōu)化后的每個(gè)變量的最優(yōu)值如下表。 總結(jié)及心得體會(huì) 通過(guò)查閱資料，老師講解，閱讀教程，我們順利完成了航空飛行器夾緊機(jī)構(gòu)模型建立以及初步優(yōu)化工作，