基于NSGA-Ⅱ的变速器齿轮系多目标可靠性优化设计

发布时间：2020-05-27 09:13

【摘要】： 变速器是汽车传动系统的重要组成部分,它对汽车的动力性与经济性、操纵的可靠性与轻便性、传动的平稳性与效率都有直接的影响。汽车变速器的齿轮是结构复杂的零部件,设计一个在一定使用期限内可靠工作的变速器,并且对各档齿轮参数进行优化,需要开展汽车变速器齿轮系多目标可靠性优化设计。 传统的多目标优化方法在某些复杂的多目标优化问题中存在不足,因此渐渐地被一些优越的多目标遗传算法所替代。带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)可以得到分布均匀的非劣最优解,在多目标优化领域表现出很强的优势。本文介绍了遗传算法的基本概念和理论,论述了NSGA-Ⅱ的基本原理、算法流程与算法采用的基本策略。 根据应力-强度干涉理论,分析了齿轮的可靠性计算理论,并以某微型车变速器为研究对象,在变速器结构已确定、传动比最佳的条件下,以可靠性为主要约束,以齿轮系总体积最小、中心距最小和总重合度最大为目标建立变速器齿轮系多目标可靠性优化的数学模型。 基于以上理论,利用MATLAB软件为开发工具,编制出了NSGA-Ⅱ算法和汽车变速器齿轮系多目标可靠性优化程序,并以某微型车变速器为例,采用NSGA-Ⅱ算法对该多目标优化问题进行优化并得到其非劣最优解集。最后以MATLAB的图形用户界面设计环境(GUIDE)为界面开发工具进行了界面开发,建立了人机交互界面。
【图文】：

种群Q后将种群尸与Q合并为一个统一的种群R，因此种群R的大小为ZN，对种群R进·行非支配排序，并分层计算拥挤度，最后根据拥挤度比较算子从种群R中选择前N个个体形成新的种群。其过程如图2一2非支配排序所示:拥挤度排序l-~--.~一~一，:困.....……，……I……月+1....……r一必-嵘哪一国日母昌画，.............…….‘…l:……，.……翼澎瞿数炙袭瓢羹羹}R，，一淘汰图2一2精英策略的执行过程将父代种群与其子代种群竞争得到下一代种群，容易得到更为优良的下一代。2.2.10算法流程NSGA一11算法流程描述如下:(l)随机初始化种群凡，对凡进行非支配排序，初始化每个个体非支配序值。(2)t=0(3)通过二元锦标赛法从君选择个体

法中的个体生成时均增加使其满足约束条件的处理过程，这样做尽管会使运行效率有所下降，但却能保证每个生成的个体都是解空间中满足约束条件的一个可行解。经过100次迭代，获得其Pareto最优解集，如图4一1所示。 4.33.73414侧巾侧13，叫7(图4一，经过100次迭代后所得到的pareto最优解集
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TH132.46

【引证文献】

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本文编号：2683306