改进遗传算法及其在齿轮传动优化设计中的应用

针对标准遗传算法(SGA)的随机性大、收敛速度慢等缺点,提出一种通用的改进遗传算法,引入局部补差算子,有效地提高了算法的收敛效率。建立了基于模糊因子函数的适应度函数,使对个体的评价更具有合理性。通过对交叉、变异概率的动态调整,克服了SGA未成熟收敛的弊端。将模拟退火算法与现行终止条件结合,形成了模拟退火收敛准则,极大地改善了SGA的局部搜索能力。据此编制计算程序,将其应用于多约束、多变量、复杂非线性的各类齿轮传动优化设计中,均得到了更好的结果。

混合离散人工蜂群算法在齿轮传动优化中的应用

齿轮传动优化是一类典型离散约束优化问题(Constrained Discrete Optimization Problems,CDOPs)。根据等效优化原理,将CDOPs转化为约束非负整数规划问题(Constrained Non-Negative Integer Programming Problems,CNIPPs),并应用人工蜂群(Artificial Bee Colony,ABC)算法求解该问题。为克服基本ABC算法求解离散问题易发生进化停滞或早熟收敛的缺陷,提出一种混合离散人工蜂群(Hybrid Discrete ABC,HDABC)算法,以增强全局优化能力。该算法采用反向学习邻域搜索、差分进化算子和随机扰动变异等策略生成新蜜源。将可行性规则约束处理技术与HDABC算法结合,形成求解CNIPPs的离散优化算法。应用HDABC算法求解齿轮传动优化设计实例。通过测试与分析可知,新算法具有良好稳健性和可靠性,且所得结果优于对比算法。

机器人一体化电机模组减速器传动效率优化方法

针对一体化电机模组中的减速器进行传动效率计算和优化分析,推导了3K行星齿轮系统精确的效率计算公式,提供了一种通过调整齿轮组中心距和齿轮变位系数、获得该减速器最高啮合效率的方法。采用优化后的减速器参数进行样机设计,通过实验对一体化电机模组的减速器进行了效率测试,并将测试结果与理论计算数据进行了对比,结果验证了该效率计算优化方法的准确性。

特种车辆传动系统效率优化与性能评估方法研究综述

传动系统性能是特种车辆安全机动的保障,传动效率作为表征其综合性能的重要指标,易受系统内部摩擦、粘滞作用而下降。以特种车辆结构与功能特性为基础,从功率损失角度总结了5类传动效率优化方法;并基于系统综合性能和关键部件传动效率论述传动系统性能评价方法,指出需从整车、传动系统和关键部件3个层次综合分析。结合传动系统断轴机理分析阐释传动轴监测对传动系统性能分析的重要性;然后提出特种车辆传动系统性能分析与评价研究思路。最后指出,优化传动效率是提高特种车辆传动系统性能的关键,也是研究其状态监测与寿命预测的重要基础,还可为该类型车辆底盘优化设计提供数据支持。

基于MATLAB的双圆弧圆柱齿轮传动优化设计

将优化数学理论与MATLAB软件相结合,以双圆弧圆柱齿轮传动为研究对象,进行优化设计。优化中以传动中心距和齿轮体积最小为目标函数,提出边界和强度约束条件,对计算系数进行取值构建出优化数学模型,编写优化计算程序,利用fmincon和bnb20函数对其进行优化求解,得到优化方案,与初始设计方案相比,新设计方案传动中心距减小24%,齿轮体积减小27%,优化效果明显,可为设计选型提供必要参考。

商用车分体式集成电驱桥变速箱传动比优化

传统柴油商用车存在排放高的问题,而新能源商用车则可减少燃油消耗和排放,是未来的发展方向之一。本文研究的重点是分体式集成电驱桥变速箱传动链传动比分配优化等内容。

链传动的优化设计

将内点罚函数法应用于链传动的优化设计中,先用内点罚函数法建立寻优数学模型,找出设计变量、目标函数和约束条件,通过迭代得到最优解,并举例说明之。

混合动力汽车传动系优化匹配及性能仿真

制定了轻度混合动力汽车的控制策略,并依据整车结构及控制策略,修改了ADVISOR软件的相关模块,建立了轻度混合动力汽车的仿真模型.采用性能等级数值方法,分析了发动机功率的变化对整车性能的影响,在综合考虑制造成本和节能目标值的前提下,确定了各部件的具体参数.利用正交试验设计优化方法,分析了变速器各挡速比对整车性能的影响,确定了各挡速比的范围.对所匹配车辆的动力性及其在几种循环工况下的燃油经济性进行了仿真,并与动力性相近普通车辆的燃油经济性进行了对比分析.

两挡纯电动汽车两种换挡规律下的传动比优化

为提高两挡纯电动汽车的能耗经济性和续驶里程,采用粒子群算法,以整车NEDC循环工况能量消耗最小为目标,以动力性要求为约束条件,分别在动力性换挡规律下和经济性换挡规律下对原车传动系统传动比进行了优化设计,并对两种换挡规律下的传动比优化前与优化后的续驶里程及动力性进行了仿真分析。仿真结果表明了经济性换挡规律比动力性换挡规律有更好的能量利用率,但整车动力性能会稍差于动力性换挡规律,同时仿真结果也验证了以工况能耗最小为目标的传动比优化算法的有效性。

基于混沌蚁群优化算法的齿轮传动误差研究

综合计入时变啮合刚度与啮合冲击激励,建立了圆柱斜齿轮系统弯-扭-轴-热的动力学模型;通过理论齿面和修形齿面叠加,运用NURBS法重构修形齿面,分析了不同修形量对齿轮传动误差的影响规律。通过混沌蚁群算法,优化出最佳的修形齿面,运用有限元方法分析出修形齿轮和未修形齿轮的传动误差,分析表明,传动误差的幅值减小了约38%,齿面接触区域趋于齿面最佳位置,载荷密度分布均匀。实验结果表明,变速箱的振动频谱图的幅值降低了31.6%,减振效果明显;齿面接触区域和仿真结果一致。

纯电动中型客车传动系参数的模型在环优化

文章针对纯电动中型客车传动系参数优化问题,以传动系中变速器的传动比为优化变量,以车辆动力性和经济性为优化目标,采用模型在环优化(non-optimization with model in loop,OML)方法,利用Simscape物理建模工具建立电动客车模型,结合带精英策略的非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm NSGA-Ⅱ)对纯电动客车传动系参数进行优化,并基于最小二乘法组合赋权法进行Pareto解集选优确定出最优解。优化结果表明,利用OML方法在约束条件范围内合理地优化了变速器的传动比,加速时间和比能耗分别降低了6%和3.9%,达到了整车动力性和经济性协同优化的目的,为实车开发提供了理论参考。

风机液力机械传动系统参数优化研究

以风力发电机组中的新型液力机械传动系统为研究对象,通过分析风速变化对于传动系统的作用规律,得出了行星轮系输入端与输出端转速与转矩之间的关系。结合液力变矩器的工作特性,提出了系统正常运行应满足的要求,并以此为基础,给出了行星轮系结构参数的优化方法。最后针对某型号变矩器进行了具体的计算分析,为今后风机液力传动系统的深入研究提供了一定的理论依据。

基于PSO算法的ISG混合动力汽车传动系参数优化

为了进一步提高ISG混合动力汽车的整车动力性与燃油经济性,在完成动力系统参数匹配之后,利用Advisor软件建立了仿真顶层模型,以验证参数匹配与部件选取的可行性;在此基础上,选取传动系主减速器速比和变速器各档速比为优化变量,动力性能相关要求为约束条件,采用粒子群优化(PSO)算法对传动系参数进行优化.仿真结果表明,优化后的最大爬坡度增加了4.3%,100 km燃油消耗降低了0.8 L,0~100 km/h加速时间减少了1.4 s.

基于近似模型与遗传算法的纯电动车传动比优化

以某微型纯电动轿车的开发为平台,利用iSIGHT软件建立了整车Cruise性能仿真集成流程,基于建立的高精度RBF近似模型和NSGA-Ⅱ多目标遗传算法对样车传动系传动比进行了匹配优化。仿真结果表明:优化后汽车的动力性和经济性指标整体得以提升,且近似模型的应用使得寻优速度得到极大提高。本研究可为汽车动力传动系统参数的匹配与优化提供有效参考。

汽车传动系的优化设计

影响汽车动力性和燃油经济性的因素很多，如何进行匹配与选择是目前各汽车生产厂家所面对的问题。也是当前所研究的热门课题。文中主要从变速器的速比和后桥主减速比的匹配通过理论与试验相结合的方法来对一款商务车的传动系优化设计，期望使整车的动力性和经济性匹配最好。

基于尺度律的轻量化协作机器人关节传动系统优化选型

协作机器人关节是协作机器人总重量的主要来源,其核心部分是由电机和谐波减速器组成的传动系统,决定着整个关节的重量和性能。实现关节轻量化设计的关键是对电机和减速器进行优化选型。为了解决协作机器人结构笨重、功耗高等问题,提出了一种基于尺度律的关节传动系统的优化选型方法。首先,建立了关节传动系统的动态模型,并确定了电机和减速器的选择条件;然后,构建了以电机和减速器重量最小化为目标的优化函数;因所提出的优化函数涉及众多参数,需要首先对其进行简化,据此提出了一种尺度律的方法,将优化函数简化为仅由电机堵转转矩和减速比两个参数组成,并用电机和减速器实际数据对尺度律的正确性进行了验证;最后,为了对基于尺度律的优化选型方法的有效性进行验证,参照市售的机器人关节性能参数,分别进行了仿真实验和实际试验,并完成了最终的关节设计。研究结果表明:在仿真实验中,采用该选型方法得到的电机和减速器重量相较于关节原始设计重量减轻了约20%,从而验证了该方法的有效性;在实际的选型试验中,选型得到的电机和减速器的总重量相较于原始设计减轻了18%,从而进一步验证了该方法可以满足关节轻量化的设计要求。

基于遗传算法的铲运机传动系统的模糊优化

在考虑铲运机传动系设计时各种模糊因素的基础上,根据模糊数学的原理建立了铲运机传动系参数模糊优化设计的数学模型;给出了模糊优化设计的方法以及遗传算法,并利用MATLAB的遗传算法工具箱进行寻优计算;最后以一个实例证明该优化方法可得到比常规优化方法更好的设计结果。

空间万向传动当量夹角的计算和优化设计

传动轴当量夹角是衡量含多万向节传动轴传动性能的重要指标,它的准确计算对传动轴的设计具有重要的意义。当传动轴空间布置时,当量夹角的准确计算变得困难。研究了空间当量夹角的精确计算方法,主要包括:给定了更加准确的万向节叉方位的描述模型、推导了精确的万向节叉初相位和传动轴夹角计算的数学模型;论文通过解析方法和算例,研究了当量夹角计算过程中产生误差的根本原因;还通过多体动力学软件ADAMS的运动学仿真对数学模型和算法进行了验证。基于当量夹角准确计算模型的基础上,对某商用车传动轴当量夹角进行了优化布置,使得当量夹角有了大幅度减小。

基于混合粒子群算法的组合式变速箱传动比优化研究

针对组合式变速箱传动比分配难以得到最优方案的问题,提出基于混合粒子群算法的组合式多档位变速箱的传动比优化方法。基于多目标粒子群算法,引入具有自我更新机制的领导种群,构成混合粒子群算法。以各段单级变速的传动比为变量,结合传动链布局,以驱动功率损失率、比油耗损失率等为优化目标,以理论车速等为约束条件,建立多目标优化模型,并与非支配遗传算法-Ⅱ、多目标粒子群算法的优化结果进行了对比。结果表明:采用混合粒子群算法可实现驱动功率损失率下降17.47%和比油耗损失率下降35.12%,具有良好的应用价值。

后驱车型传动系统高阶弯曲模态试验方法及优化研究

针对后驱车型传动系统高阶弯曲模态共振引起的车内噪声问题,利用激振器对试验模态结果的影响因素进行研究,使用最小二乘复频域法进行模态参数识别,并综合运用试验和仿真手段对模态的敏感度进行分析,并提出有效的优化措施。研究结果表明,传动系统间隙和变速器档位对弯曲模态试验结果有明显影响,传动系统四阶弯曲模态共振引起了车内噪声问题,该模态的质量敏感位置位于第二段和第三段传动轴,可通过调整后桥输入法兰质量分布实现降噪6 dB(A),优化传动轴支撑点的位置可有效提升传动系统弯曲模态频率,并降低其引起的7 dB(A)噪声响应。