Mehrkriterielle Optimierung von Parallelkinematiken

Dissertation Kirchner, J. Berichte aus dem IWU Bd. 12
1. Auflage 2001
ISBN: 978-3-928921-67-1
Verlag: Wissenschaftliche Scripten

Buch, Deutsch, Band 12, 201 Seiten, PB, Format (B × H): 148 mm x 210 mm, Gewicht: 350 g

Reihe: Berichte aus dem IWU

In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass viele maßgebliche Kriterien bei der Auslegung und Optimierung von Parallelkinematiken mit Hilfe der Jacobi-Matrix und deren Singularwerten beschrieben werden können. Die Optimierung von Parallelkinematiken führt zu einem mehrkriteriellen Optimierungsproblem, das mit konventionellen Optimierungsalgorithmen nur schwer zu lösen ist. Es wurde eine Optimierungsstrategie auf der Basis von genetischen Algorithmen vorgestellt, die den Ingenieur bei der Auslegung von Parallelkinematiken unterstützt, aber die abschließende Entscheidung über den besten Kompromiss beim Ingenieur belässt. Die Effektivität der beschriebenen Vorgehensweise wird an Beispielen dargestellt. Es kann dargelegt werden, dass die Methodik auch für die Auswahl von Strukturen hilfreich ist, indem ein Vergleich der Eigenschaftsprofile der Maschinen durchgeführt wird.

Autoren/Hrsg.

Kirchner, J.

Neugebauer, Reimund

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung und Problemstellung
1.1 Einführung
1.2 Problemstellung
1.3 Erkenntnisstand
1.4 Handlungsbedarf

2 Zielstellung

3 Bewertung von Parallelkinematik
3.1 Darstellung und Diskussion kriterienübergreifender Aspekte
3.2 Kriterien zur Bewertung von Parallelkinematiken
3.3 Bewertung von Parallelkinematiken mittels Kennwerten
von Jacobi-Matrizen
3.4 Bewertung von Parallelkinematiken hinsichtlich des Einsatzzweckes
3.5 Schlussfolgerungen

4 Methodik zur Auslegung und Optimierung
4.1. Charakterisierung des Optimierungsproblems
4.2 Der genetische Algorithmus für mehrkriterielle Probleme
4.3 Darstellung und Untersuchung des genetischen Algorithmus
am Beispiel eines Bipods
4.4 Auswahl eines Kriteriums aus der Pareto-Front

5 Ergebnisse der Optimierung
5.1 Hexapod
5.2 Hexagleit
5.3 Vergleich Hexapod, Hexaglide und Linapod

6 Diskussion der Arbeitsergebnisse, Ausblick
6.1 Arbeitsergebnisse
6.2 Diskussion
6.3 Ausblick

7 Zusammenfassung

Anhang
AA Das Transformationsproblem
AB Die Jacobi-Matrix
AC Zusammenhang zwischen der kinematischen Jacobi-Matrix und der Jacobi-Matrix der Kardan-Winkel für Hexapode
AD Herleitung der Quadrikengleichung
AE Berechnung der Strebenkollisionen