基于遗传算法的机械传动方案可拓优化设计.pdf

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1、·机械制造与研究·张智文·基于遗传算法的机械传动方案可拓优化设计基于遗传算法的机械传动方案可拓优化设计张智文(湖南湘投金天新材料有限公司，湖南长沙410007)摘要：传动方案的遗传算法是求解传动方案优化问题的关键技术。将多目标物元优化方法应用到机械传动方案优化设计中，给出设计实例，验证了所提出方法的有效性和可行性。关键词：遗传算法；机械传动方案；可拓；优化设计中图分类号：TH122文献标志码：B文章编号：1671-5276(2011)02-0022-03ExtensionOptimizationDesignofMerhanWalDriverSchemeBasedonGeneticA

2、lgorithmsZHNAGZhi．wen(HunanXiangtouJintianNewMaterialCo．，Ltd．，Changsha410007，China)Abstract：Thispaperdiscussestheknowledgerepresentationofthetransmissionandthekeytechnologyofgeneticalgorithmoptimi-zationdriveschemeMultitargetelementoptimizationmethodisappliedtooptimizationdesignofmechanicaldri

3、ve；designexamplesaregivenouttoverifytheefectivenessandfeasibilityoftheproposedmethod．Keywords：geneticalgorithms；mechanicaldriverscheme；extension；optimizationdesign2传动方案物元优化的算法描述1传动方案设计知识的面向对象可拓表示对于传动的优化设计问题，人们往往将设计目标描述成严密的数学公式的形式，这种形式在结构优化设计中得从系统中知识的作用来看，系统中用到的知识主要有到了很好的应用。而对于方案设计的问题，就难以采用严控制知

4、识、方案评价知识及有关机构的知识。控制知识是密的数学公式的表达形式来描述方案设计的目标函数，因有关问题分析、求解策略及使用知识的知识，如根据设计此将方案的设计目标采用物元形式来描述。要求划分传动链，生成设计约束条件。方案评价知识对遗2．1传动方案的物元优化模型传算法生成器产生的方案进行分析、评价，确定其适应值。机构知识描述传动方案中的各种机构相关的知识。在传动方案设计过程中，希望它满足各项设计指标。从知识表现的形式看，主要有数据、算法及判断形式，在可以将传动描述为以各项指标作为其特征的物元。现采面向对象的知识表示法中，可用参数、规则和方法等知识项用传动方案的：传动效率、工作平稳性、

5、使用寿命、环境适来表示每个知识。参数可以表示数据形式的知识，用知识类应性、成本等指标描述传动方案的物元模型，设它的名称中的成员变量来描述。规则用以表示判断形式的知识，规则为，则传动方案的物元为：主体由IF—THEN两部分组成。方法用以表达计算过程或判断形式的知识。如方案评价知识类可用图1来描述。传动效率c。厂传动功率工作平衡性C22R=广参数_1输入转速使用寿命C，ll输出转速环境适应性C；z4厂属性一⋯成本c55flr规则1一如果工况恶劣IL规则一那么优先考虑工作平稳性其中：表示传动方案物元；c(i=1，2，⋯，5)表示第i项特征；表示产品肘第i项特征C的量值，∈[0，I]。在实

6、际的产品方案设计过程中，各项指标都占有各自l厂方法1一计算适应值的权重。若以表示方案物元各项特征的权重复合物元，L_方法-1方法2一判断是否满足传动比分配要求并以W(i=I，2，⋯，5)表示方案各个指标的权重，则有：L⋯图1方案评价知识类[LWiW1w2W3W4W5]J(2)作者简介：张智文(1976一)，男，湖南邵阳人，工程师，学士，研究方向为机械设计。·22·http：fZZHD．chinajourna1．net．cnE-mail：ZZHD@chainajourna1．net．cn《机械制造与自动化》·机械制造与研究·张智文·基于遗传算法的机械传动方案可拓优化设计判断一个产品的

7、优劣，看它与理想中产品的关联性大相对高适应值的染色体，在应用遗传算法求解特殊问题小，即关联度。关联度越大表示方案越优。可按下式计算时，首先要确定染色体的表示方法。对于机械传动方案设出关联度k：计，一个染色体就是一种传动方案。以两级传动方案为5例，假设它由带传动、圆柱齿轮传动组成，它们的传动比分=∑W(3)i=l别为b，b，则将其编码成染色体的形式为{1，b，；6，b：}，则方案的多目标设计就是求出一个方案，使得其中1是带传动的代号，6是圆柱齿轮传动的代号。组成msx(