内点惩罚函数法在V带传动优化设计中应用

V带传动是机械中应用极为普遍的一种传动形式。在常规设计中,一般根据给定的已知行条件如功率、转多余速、中心距以及其工作环境等参数来确定。本文采用优化设计方法对V带进行设计,并用内点惩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。文中给出了具体设计实例。

内点惩罚函数法在系统可靠度分配中的应用

以产品各单元组合后系统总可靠度满足规定值为约束条件,并对各单元花费函数进行加权求和,将各单元花费的多目标函数转化为单目标函数,建立了关于系统可靠度分配的数学模型。然后利用内点惩罚函数法将系统可靠度分配过程中的非线性规划问题转化为无约束优化问题,将可靠性设计和优化设计相结合,对系统可靠度指标进行分配。为产品设计过程中系统各单元最佳可靠度的确定提出了一种优化算法,并通过实例对该算法的可行性和有效性进行了验证。

内点惩罚函数法在连杆机构设计中的应用

研究了非线性规划中的内点惩罚函数法，编制了运用内点惩罚函数法进行连杆机构优化设计的计算机程序，得到了令人满意的结果．

利用渐开线的足球机器人射门算法研究

为了进一步提高足球机器人的射门成功率,使射门动作更快更准,在分析了基本算法不足的基础上,利用光滑、可微的渐开线来解决机器人小车到达目标点的射门问题.通过建立球场坐标系及机器人小车的运动轨迹坐标系,导出了旋转矩阵与平移矩阵,对球场坐标系和运动轨迹坐标系进行了坐标转换,并运用几何学方法建立了机器人在运动过程中的避碰模型,最后利用优化设计中的内点惩罚函数法对机器人小车进行了运动路径寻优.仿真结果表明,该算法可优化足球机器人射门的运动轨迹,优化后的方法不但可以减小问题的复杂度,而且具有极高的实时性,因此较好地实现了机器人在动态环境下的射门动作,提高了射门的成功率.

具有畸形约束极值点问题的优化

在畸形约束极值点附近,约束边界与目标函数等值线接近于相切,可行适用方向区非常狭小,难以寻得真正的约束极值点。为了使优化方法更好地解决各领域的复杂优化问题,研究具有畸形约束极值点问题的优化。针对该类问题的一个算例,分别采用随机方向方法、复合形法、内点惩罚函数法、外点惩罚函数法进行了优化,并对比了计算结果。随机方向法和复合形法在寻得边界点之后,难以找到可行适用方向,因此给出了伪最优点。而惩罚函数法由于其渐进优化的特点,可寻得最接近于约束极值点的最优点。计算结果验证了基于盲人探路优化思想的改进随机方向法,可减少随机方向的产生次数;验证了基于盲人探路思想的改进复合形法,可减少复合形的构造次数;也验证了加固围墙的内点惩罚函数法不要求初始点一定在可行域之内,也不会因寻优越界而给出伪最优点。对于存在多个约束极值点的优化问题算例,只要适当选取初始点,采用内点法就能寻得所有局部最优点。通过多种优化方法的对比研究,得出了对于畸形约束极值点优化问题,宜选用惩罚函数法求解的结论。

普通V带传动的优化设计

普通V带传动是机械中应用极为普遍的一种传动形式。在常规设计中,一般根据给定的已知条件如功率、转速、中心距以及其工作环境等参数来确定。本文采用优化设计方法对普通V带进行设计,并用内点惩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。文中给出了具体设计实例。

基于可靠性理论的圆弧齿圆柱齿轮传动的优化设计

以圆弧齿轮传动的小齿轮齿数、法面模数、螺旋角及齿轮齿宽的均值为设计变量 ,以两圆弧齿轮的体积之和最小为目标函数 ,将齿轮强度、应力等处理成随机变量 ,建立了圆弧齿圆柱齿轮传动可靠性优化设计的数学模型 ,采用内点惩罚函数法对实例进行了优化 ,结果表明 。

普通V带传动的优化设计

在普通V带传动设计中,传统的方法存在工作量大、设计效率低等缺点。采用优化设计方法对V带进行设计,按最小带传动体积为优化目标,并用内点惩罚函数法建立优化模型以获得最优解。

圆柱齿轮传动的计算机辅助设计系统开发

以模块化设计思想为指导 ,结合优化设计技术和CAD技术 ,用可视化的面向对象的编程语言VB6 0为开发工具 ,开发了用户界面友好的齿轮传动计算机辅助设计系统 ,提高了设计质量 ,大大减少了设计工作量。

立式玻璃磨边机砂轮架升降传动系统传动比优化设计

针对立式玻璃磨边机的工艺特点,以砂轮架启动加速度最大为目标,建立了立式玻璃磨边机砂轮架升降传动系统传动比优化设计数学模型,考虑了伺服电机转子与负载的惯量匹配、磨削进给速度与伺服电机转速的匹配、负载转矩与伺服电机转矩的匹配等与磨边机性能密切相关的约束条件,采用内点惩罚函数法对传动比进行优化设计,并将设计结果应用于磨边机产品开发,在不改变其他结构参数的情况下,传动比优化后,砂轮架启动最大加速度提高了20%,进给速度提高了79%,研究结果对立式玻璃磨边机的国产化具有重要的指导意义。

同步齿形带传动的优化设计

以带长、带宽、中心距作为目标函数,对齿形带结构参数的优化设计进行了探讨.例题中使用了内点惩罚函数法.文中的公式可用于齿形带的程序设计中.

平头塔式起重机结构的优化设计

本塔式起重机作为大型工程中的关键部分,对起重机本身的安全性能和驾驶员的规范操作都有严格要求。本文以QTZ5613平头塔式起重机为研究对象,在符合安全标准的条件下,对塔机的起重臂结构进行轻量化优化。以起重臂的质量最小值为优化设计目标,建立包括目标函数、设计变量和约束条件在的优化设计的数学模型,利用MATLAB软件,开展基于内点惩罚法的平头塔式起重机起重臂优化设计,结果表明优化后的起重臂质量减少了30%,优化效果十分明显。利用ANSYS有限元仿真得出优化前后静态和动态性能的对比,起重机的各阶固有频率值均有增加,低阶中的第2阶和第4阶固有频率分别提高了7.6%和7.5%,高阶中的第10阶则提高了64.9%,起重机的整体刚度有所提升。

双级闭式斜齿轮传动优化设计

以双级闭式斜齿轮为研究对象,以独立的模数、齿数、传动比和螺旋角为设计变量,确定设计变量边界条件,将齿轮强度要求与不发生干涉作为约束条件,将斜齿轮传动总中心距最小作为目标函数,并结合内点惩罚函数法和MATLAB软件进行优化设计求解。与初始参数设计方案相比较,优化设计方案中各设计变量取圆整后,总传动中心距减少明显,优化设计效果较好。

单级NGW型齿轮箱基本结构参数的优化设计

本文以体积最小为目标,通过对单级NWG型行星轮齿轮箱的结构分析,建立了数学模型,并使用惩罚函数内点法编程运算,求得了最优解,最终与传统设计结果进行对比,证明了通过优化方法设计齿轮箱更利于缩小齿轮箱的体积的结论。

基于VB的V带传动设计系统的开发

为了提高V带传动设计效率,分析了传统设计中的图表数据特点,提出了普通V带传统设计中有关数据、表格和线图的程序化方法,利用内点惩罚函数法,以VB为编程语言,建立了优化数学模型。使用结果表明,它大大简化了设计过程,缩短了设计周期,具有一定的应用价值。