تابع هدف نوین در سنتز تولید مسیر مکانیزم چهارمیله‌ای با زمان‌بندی معین

مساله طراحی مکانیزم‌های چهارمیله‌ای، به عنوان ساده‌ترین و پرکاربردترین مکانیزم میله‌ای، همواره یکی از مسائل اساسی مطرح‌شده در حوزه طراحی مکانیزم می‌باشد. امروزه با پیشرفت تکنولوژی و ابداع روش‌های بهینه‌سازی عددی و الگوریتم‌های فراابتکاری، امکان حل دقیق و بهینه مسائل با تعداد نقاط دقت بسیار بالا نیز فراهم شده است. سنتز تولید مسیر این مکانیزم نیز با استفاده از الگوریتم‌های بهینه‌سازی مختلف و در حالت‌های متنوع طراحی حل شده است. برای درنظر گرفتن سرعت مکانیزم در عبور از نقاط دقت، مساله سنتز با زمان‌بندی معین در نظر گرفته می‌شود، که این مساله نسبت به مساله بدون زمان‌بندی معین سخت‌تر بوده و دارای خطای تولید مسیر بالاتری می‌باشد. در این پژوهش، برای حل مساله سنتز تولید مسیر مکانیزم چهارمیله‌ای با زمان‌بندی معین از تابع هدف جدیدی استفاده می‌شود که شامل دو جمله، خطای مسیر و خطای زاویه‌گیری، می‌باشد. استفاده از این تابع هدف جدید موجب کاهش خطای تولید مسیر برای مساله با زمان‌بندی معین می‌شود. برای رسیدن به تابع هدف مدنظر، چهار حالت مختلف طراحی در نظر گرفته شده و نتایج آن‌ها، که با استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی ازدحام ذرات استخراج شدند، با هم مقایسه می‌شوند. نتایج حل این مساله برای سه مثال عددی با تعداد نقاط دقت مختلف نشان می‌دهد طراحی در حالت چهارم، که براساس تابع هدف جدید می‌باشد، نسبت به همه حالات قبلی خطای تولید مسیر کمتری دارد.

a novel objective function for path generation synthesis of the four-bar mechanism with prescribed timing

dimensional synthesis of the four-bar mechanisms, as the simplest and most widely used linkage, is always one of the main issues raised in the field of mechanism design. in the past, geometric and graphical analysis methods were used to design these mechanisms, but with the advancement of technology in recent decades, numerical optimization methods and meta-heuristic algorithms have been utilized more.  moreover, it is possible to solve problems more precisely and consider a higher number of precision points. the path generation synthesis problem of this mechanism has been solved using different algorithms and in different design modes, including with and without prescribed timing. the synthesis problem with prescribed timing is more difficult and has a higher path generation error. in this research, to solve the path generation synthesis problem of the four-bar mechanism with prescribed timing, a novel objective function is utilized. the proposed function includes two terms, path error and angle error. this new objective function leads to a lower error for path generation with prescribed timing.  four different designs are considered and their results, where extracted by the pso algorithm, are compared. the results of solving this problem for three numerical examples show that the design in the proposed way, has fewer path generation errors.