基于改进SVM响应面法与NSAG-Ⅱ的多功能救援属具抱抓机构优化设计

摘要

为提高救援速度,研制一种集钳碎、剪切及抱抓为一体的新型多功能救援属具,节省救援作业中切换不同属具的时间,提出了改进的径向基核函数与梯度算法优化的加权最小二乘支持向量机(weighted least squares support vector machine,WLS-SVM)响应面法建立抱抓机构高精度的近似模型.在近似模型的基础上以抱抓机构最大等效应力、最大变形量和质量为性能指标,引入非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm,NSGA-Ⅱ)进行多目标优化设计.为提高NSGA-Ⅱ算法的种群多样性和搜索能力,对精英策略、交叉算子和变异算子进行改进,应用NSGA-Ⅱ算法与改进算法对抱抓机构的优化问题进行求解.最后,通过径向坐标可视化(radial coordinate visualization,RadViz)将高维空间的Pareto解集可视化至二维平面并选出最满意方案进行比较.实验对比表明:改进算法的Pareto解集分布更加均匀、最满意方案的目标值更小,能在保证属具抱抓机构可靠性的情况下,有效地进行轻量化设计.