A theory of optimal kinematic synthesis of planar linkage mechanisms is discussed in this research.
For kinematic analysis of the mechanisms, constrained multi-element Cartesian formulation is used. State space formulation is employed for optimal design problem formulation. Design sensitivity analysis is performed through adjoint variable method. Chebychev approximation is used to quantify the structural error and in this case, an optimal kinematic synthesis problem can be formulated as a parametric optimal design problem or its variant. In this research, modified POD formulation is employed. After the sensitivity analysis, the gradient projection method is used for iterative numerical optimization.
The method is verified through various example problems. It leads to a general purpose technique of optimal kinematic synthesis and can be easily extended to spatial problems and dynamic synthesis.
일반적인 2차원 연결기구의 기구학적 최적설계 방법이 제시되었다. 기구학적 해석을 위해 직교좌표계 수식화(Cartesian formulation) 기법이 이용되었고, 최적화 문제는 상태영역법 (state space method)에 의해 수식화되었다. Chebychev approximation을 목적함수로 사용하였다. 이 경우 매개변수 최적설계 (parametric optimal design) 문제로 수식화할 수 있다. 본 논문에서는 이 방법을 수정하여 적용하였다. 민감도 해석을 위해 adjoint variable method가 사용되었고 미분 벡터 투영법 (gradient projection method)에 의해 축차적인 방법으로 최적화가 행하여 졌다.
직교좌표계 수식화 기법과 상태영역법을 이용한 기구학적 최적설계 방법은 일반적인 복잡한 연결기구의 최적설계에 매우 적절한 방법임이 입증되었다.
