采用多岛遗传算法的某型狙击榴弹发射器参数优化
发布时间：2022-01-09 18:46
为进一步减小某型狙击榴弹发射器的后坐力,提高人机工效,对其参数优化开展了研究;以武器后坐力极值最小为目标,分析了模型各参数的灵敏度,确定了设计变量,以武器总质量不增大为约束条件建立了优化模型;应用Isight平台集成Adams软件的方式,采用多岛遗传算法对该武器的相关参数进行了优化计算,对所得到的最优解进行了仿真分析;结果表明:优化后其后坐力极值降低了18.6豫,武器质量减小了51.3 g,其导轨的振动次数有所减少;优化方案有效提高了该武器人机工效和系统平稳性。
【文章来源】：火力与指挥控制. 2020,45(03)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
优化计算流程图
绦??写?骋糯?僮鳌６嗟阂糯?惴ǖ慕????如图2所示。图2多岛遗传算法的进化过程图2中mi为迁移间隔，k为整数。多岛遗传算法在优化过程中，首先利用初始值进行优化操作，初步达到收敛后，由于变异和迁移作用，在一个新的初始值开始重新进行遗传操作，如此重复操作，尽可能避免局部最优解，从而抑制早熟现象的发生。2.2寻优求解过程应用多学科优化平台Isight，采用批处理的方式调用动力学仿真软件Adams，采用多岛遗传算法进行寻优计算，优化计算流程如图3所示。图3优化计算流程图3优化结果分析图4目标变量的寻优历程多岛遗传算法是对解空间进行全局动态寻优的，设置子群规模为10、子群（岛）的个数为10、进化代数为10，经过1000次迭代计算，目标变量的设计变量初值下限上限复位簧刚度k2/N/mm8.426.010.5复进簧预压力F1/N90.080130机匣质量m2/kg1.5831.21.9复位簧预压力F2/N180.0160240机匣后坐行程d/mm22.02040机体质量m1/kg1.0960.81.4表2设计变量及取值范围·120·0494
策变量的编码，即“染色体”进行选择、交叉、变异等操作，搜索具有最佳目标值的遗传“个体”。由于遗传算法鲁棒性强和方便使用的优点，其被广泛应用于自动控制、机械工程等领域。传统遗传算法流程如图1所示。图1遗传算法进化过程多岛遗传算法是建立在传统遗传算法基础上建立的一种基于群体分组的并行性遗传算法，其特点是每个种群的个体被分成几个子群，这些子群称为“岛”，算法的所有操作分别在每个岛上进行，每个岛上选定的个体定期地迁移到另外的岛上，然后继续进行传统遗传操作。多岛遗传算法的进化过程如图2所示。图2多岛遗传算法的进化过程图2中mi为迁移间隔，k为整数。多岛遗传算法在优化过程中，首先利用初始值进行优化操作，初步达到收敛后，由于变异和迁移作用，在一个新的初始值开始重新进行遗传操作，如此重复操作，尽可能避免局部最优解，从而抑制早熟现象的发生。2.2寻优求解过程应用多学科优化平台Isight，采用批处理的方式调用动力学仿真软件Adams，采用多岛遗传算法进行寻优计算，优化计算流程如图3所示。图3优化计算流程图3优化结果分析图4目标变量的寻优历程多岛遗传算法是对解空间进行全局动态寻优的，设置子群规模为10、子群（岛）的个数为10、进化代数为10，经过1000次迭代计算，目标变量的设计变量初值下限上限复位簧刚度k2/N/mm8.426.010.5复进簧预压力F1/N90.080130机匣质量m2/kg1.5831.21.9复位簧预压力F2/N180.0160240机匣后坐行程d/mm22.02040机体质量m1/kg1.0960.81.4表2设计变量及取值范围·120·0494
【参考文献】：
期刊论文
[1]T型管液压成形加载路径自适应多目标优化[J]. 宋学伟,李东营,黄天仑. 哈尔滨工业大学学报. 2017(07)
[2]某多管火箭武器射击密集度试验减少用弹量研究[J]. 于存贵,梁晓扬,朱志敏. 兵工学报. 2017(06)
[3]基于多种群遗传算法的远程作战体系加油路径优化[J]. 崔利杰,祖成昊,李泽,任博,郑鹏军. 火力与指挥控制. 2017(06)
[4]应用BP神经网络分析电主轴频率可靠性灵敏度[J]. 杨周,刘盼学,王昊,张义民. 哈尔滨工业大学学报. 2017(01)
[5]航空发动机自适应模拟退火遗传算法建模[J]. 段进峰,谢寿生,王立国,姚凯翔,刘蕴哲. 火力与指挥控制. 2016(11)
[6]基于ISIGHT的导引头伺服控制系统参数优化方法[J]. 刘明锋,吕鸿鹏,李杰,李琳,常磊,宋哲. 弹箭与制导学报. 2015(06)
[7]数字图像相关测试技术在霍普金森杆加载实验中的应用[J]. 范亚夫,魏延鹏,薛跃军,陈捷. 实验力学. 2015(05)
[8]基于iSIGHT的某型多管火箭炮基座的轻量化设计[J]. 何强,马大为,乐贵高,张震东. 火力与指挥控制. 2014(10)
[9]导气与枪管浮动混合式自动机动力学特性研究[J]. 宋杰,廖振强,李佳圣,肖俊波. 兵工学报. 2014(06)
[10]超弹性本构模型对橡胶隔振器静态特性预测影响的研究[J]. 王文涛,上官文斌,段小成. 汽车工程. 2012(06)
硕士论文
[1]某复杂自动机械动力学仿真与优化[D]. 朱志刚.南京理工大学 2013
[2]面向汽车耐久性分析的底盘橡胶衬套建模研究[D]. 王娜.吉林大学 2011
本文编号：3579249
【文章来源】：火力与指挥控制. 2020,45(03)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
优化计算流程图
绦??写?骋糯?僮鳌６嗟阂糯?惴ǖ慕????如图2所示。图2多岛遗传算法的进化过程图2中mi为迁移间隔，k为整数。多岛遗传算法在优化过程中，首先利用初始值进行优化操作，初步达到收敛后，由于变异和迁移作用，在一个新的初始值开始重新进行遗传操作，如此重复操作，尽可能避免局部最优解，从而抑制早熟现象的发生。2.2寻优求解过程应用多学科优化平台Isight，采用批处理的方式调用动力学仿真软件Adams，采用多岛遗传算法进行寻优计算，优化计算流程如图3所示。图3优化计算流程图3优化结果分析图4目标变量的寻优历程多岛遗传算法是对解空间进行全局动态寻优的，设置子群规模为10、子群（岛）的个数为10、进化代数为10，经过1000次迭代计算，目标变量的设计变量初值下限上限复位簧刚度k2/N/mm8.426.010.5复进簧预压力F1/N90.080130机匣质量m2/kg1.5831.21.9复位簧预压力F2/N180.0160240机匣后坐行程d/mm22.02040机体质量m1/kg1.0960.81.4表2设计变量及取值范围·120·0494
策变量的编码，即“染色体”进行选择、交叉、变异等操作，搜索具有最佳目标值的遗传“个体”。由于遗传算法鲁棒性强和方便使用的优点，其被广泛应用于自动控制、机械工程等领域。传统遗传算法流程如图1所示。图1遗传算法进化过程多岛遗传算法是建立在传统遗传算法基础上建立的一种基于群体分组的并行性遗传算法，其特点是每个种群的个体被分成几个子群，这些子群称为“岛”，算法的所有操作分别在每个岛上进行，每个岛上选定的个体定期地迁移到另外的岛上，然后继续进行传统遗传操作。多岛遗传算法的进化过程如图2所示。图2多岛遗传算法的进化过程图2中mi为迁移间隔，k为整数。多岛遗传算法在优化过程中，首先利用初始值进行优化操作，初步达到收敛后，由于变异和迁移作用，在一个新的初始值开始重新进行遗传操作，如此重复操作，尽可能避免局部最优解，从而抑制早熟现象的发生。2.2寻优求解过程应用多学科优化平台Isight，采用批处理的方式调用动力学仿真软件Adams，采用多岛遗传算法进行寻优计算，优化计算流程如图3所示。图3优化计算流程图3优化结果分析图4目标变量的寻优历程多岛遗传算法是对解空间进行全局动态寻优的，设置子群规模为10、子群（岛）的个数为10、进化代数为10，经过1000次迭代计算，目标变量的设计变量初值下限上限复位簧刚度k2/N/mm8.426.010.5复进簧预压力F1/N90.080130机匣质量m2/kg1.5831.21.9复位簧预压力F2/N180.0160240机匣后坐行程d/mm22.02040机体质量m1/kg1.0960.81.4表2设计变量及取值范围·120·0494
【参考文献】：
期刊论文
[1]T型管液压成形加载路径自适应多目标优化[J]. 宋学伟,李东营,黄天仑. 哈尔滨工业大学学报. 2017(07)
[2]某多管火箭武器射击密集度试验减少用弹量研究[J]. 于存贵,梁晓扬,朱志敏. 兵工学报. 2017(06)
[3]基于多种群遗传算法的远程作战体系加油路径优化[J]. 崔利杰,祖成昊,李泽,任博,郑鹏军. 火力与指挥控制. 2017(06)
[4]应用BP神经网络分析电主轴频率可靠性灵敏度[J]. 杨周,刘盼学,王昊,张义民. 哈尔滨工业大学学报. 2017(01)
[5]航空发动机自适应模拟退火遗传算法建模[J]. 段进峰,谢寿生,王立国,姚凯翔,刘蕴哲. 火力与指挥控制. 2016(11)
[6]基于ISIGHT的导引头伺服控制系统参数优化方法[J]. 刘明锋,吕鸿鹏,李杰,李琳,常磊,宋哲. 弹箭与制导学报. 2015(06)
[7]数字图像相关测试技术在霍普金森杆加载实验中的应用[J]. 范亚夫,魏延鹏,薛跃军,陈捷. 实验力学. 2015(05)
[8]基于iSIGHT的某型多管火箭炮基座的轻量化设计[J]. 何强,马大为,乐贵高,张震东. 火力与指挥控制. 2014(10)
[9]导气与枪管浮动混合式自动机动力学特性研究[J]. 宋杰,廖振强,李佳圣,肖俊波. 兵工学报. 2014(06)
[10]超弹性本构模型对橡胶隔振器静态特性预测影响的研究[J]. 王文涛,上官文斌,段小成. 汽车工程. 2012(06)
硕士论文
[1]某复杂自动机械动力学仿真与优化[D]. 朱志刚.南京理工大学 2013
[2]面向汽车耐久性分析的底盘橡胶衬套建模研究[D]. 王娜.吉林大学 2011
本文编号：3579249
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