基于协同学习差分进化算法的双转向机构优化研究
发布时间：2021-07-29 23:50
园艺拖拉机常需行驶于山地、丘陵地带,传统园艺拖拉机由于自身转向机构制约而使其转向角偏小,转向灵活性不足,对于一些空间狭小的山地作业任务无法完成,因此,提高园艺拖拉机的转向灵活性成为了近年来的研究热点。基于这些研究热点,文中对一种双转向机构进行了研究,且提出了一种协同学习差分进化算法,并利用该算法以转向侧滑量最小和转向推动力矩最大为优化目标对双转向机构进行了优化。本文的主要研究内容如下:（1）建立了双转向机构的转向侧滑和转向推动力矩目标函数。转向侧滑和转向推动力矩是评价整车性能的关键指标,关系到行驶稳定性、作业效率以及作业环境的适应能力,因此本文在分析双转向机构的转向原理的基础上,利用齐次坐标变换法建立了转向侧滑量和液压缸转向推动力矩的数学模型,然后以转向侧滑量最小和转向推动力矩最大为优化目标,建立了优化设计目标函数。（2）提出一种协同学习差分进化算法。针对基本差分进化算法存在的缺陷,文中提出了一种协同学习差分进化算法。然后将包括协同学习差分进化算法在内的4种优化算法利用MATLAB编程实现,并同时对测试函数和目标函数进行优化求解,得到了各算法寻优下的最优值,通过比较最优值,验证了文中所...
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 课题国内外研究现状
1.2.1 转向机构的国内外研究现状
1.2.2 差分进化算法的国内外研究现状
1.3 课题主要研究内容
1.4 本章小结
第2章 双转向机构的理论分析及目标函数的建立
2.1 转向机构的对比分析及方案确定
2.1.1 梯形转向机构原理分析
2.1.2 铰接转向机构原理分析
2.1.3 双转向机构原理分析
2.2 优化设计中目标函数的建立
2.2.1 转弯侧滑量目标函数的建立
2.2.2 液压缸推动力矩目标函数的建立
2.3 优化设计中设计变量的建立
2.3.1 转弯侧滑量优化设计变量的建立
2.3.2 液压缸推动力矩优化设计变量的建立
2.4 优化变量约束条件的建立
2.4.1 空间几何尺寸的约束
2.4.2 液压缸的相关技术性约束
2.5 本章小结
第3章 协同学习差分进化算法及双转向机构优化分析
3.1 优化算法结构框架及基本差分进化算法描述
3.1.1 优化算法结构框架
3.1.2 基本差分进化算法描述
3.1.3 基本差分进化算法实现步骤
3.2 协同学习差分进化算法
3.2.1 各变异模式性能分析
3.2.2 基于多变异模式提出的改进策略
3.2.3 协同学习差分进化算法具体实现步骤
3.3 协同学习差分进化算法在测试函数中的实验验证与分析
3.3.1 测试函数性能对比分析
3.3.2 测试函数优化结果对比分析
3.3.3 测试函数收敛曲线对比分析
3.4 协同学习差分进化算法双转向机构优化与分析
3.4.1 双转向机构转向侧滑量优化结果对比分析
3.4.2 双转向机构液压缸转向推动力矩优化结果对比分析
3.5 本章小结
第4章 基于ADAMS的双转向机构动力学仿真分析
4.1 虚拟样机技术与ADAMS仿真
4.1.1 虚拟样机技术
4.1.2 ADAMS功能简介
4.1.3 ADAMS仿真流程
4.2 建立双转向机构仿真分析模型
4.2.1 设定仿真分析环境
4.2.2 导入仿真模型
4.2.3 编辑仿真文件
4.3 双转向机构仿真结果对比分析
4.3.1 仿真过程
4.3.2 各算法优化下的双转向机构液压缸转向推动力矩仿真曲线
4.3.3 转向推动力矩仿真结果分析比较
4.4 本章小结
第5章 铰接构件的拓扑优化设计
5.1 拓扑优化理论介绍
5.2 优化算法及Ameba优化流程
5.2.1 双向渐进结构优化算法关键参数分析
5.2.2 双向渐进结构优化算法实现流程
5.2.3 Ameba的一般优化流程
5.3 铰接构件的拓扑优化
5.3.1 构件的拓扑优化分析步骤
5.3.2 优化结果分析
5.3.3 优化前后复合应力对比分析
5.3.4 最优材料去除率的分析
5.4 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研成果
致谢
本文编号：3310291
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 课题国内外研究现状
1.2.1 转向机构的国内外研究现状
1.2.2 差分进化算法的国内外研究现状
1.3 课题主要研究内容
1.4 本章小结
第2章 双转向机构的理论分析及目标函数的建立
2.1 转向机构的对比分析及方案确定
2.1.1 梯形转向机构原理分析
2.1.2 铰接转向机构原理分析
2.1.3 双转向机构原理分析
2.2 优化设计中目标函数的建立
2.2.1 转弯侧滑量目标函数的建立
2.2.2 液压缸推动力矩目标函数的建立
2.3 优化设计中设计变量的建立
2.3.1 转弯侧滑量优化设计变量的建立
2.3.2 液压缸推动力矩优化设计变量的建立
2.4 优化变量约束条件的建立
2.4.1 空间几何尺寸的约束
2.4.2 液压缸的相关技术性约束
2.5 本章小结
第3章 协同学习差分进化算法及双转向机构优化分析
3.1 优化算法结构框架及基本差分进化算法描述
3.1.1 优化算法结构框架
3.1.2 基本差分进化算法描述
3.1.3 基本差分进化算法实现步骤
3.2 协同学习差分进化算法
3.2.1 各变异模式性能分析
3.2.2 基于多变异模式提出的改进策略
3.2.3 协同学习差分进化算法具体实现步骤
3.3 协同学习差分进化算法在测试函数中的实验验证与分析
3.3.1 测试函数性能对比分析
3.3.2 测试函数优化结果对比分析
3.3.3 测试函数收敛曲线对比分析
3.4 协同学习差分进化算法双转向机构优化与分析
3.4.1 双转向机构转向侧滑量优化结果对比分析
3.4.2 双转向机构液压缸转向推动力矩优化结果对比分析
3.5 本章小结
第4章 基于ADAMS的双转向机构动力学仿真分析
4.1 虚拟样机技术与ADAMS仿真
4.1.1 虚拟样机技术
4.1.2 ADAMS功能简介
4.1.3 ADAMS仿真流程
4.2 建立双转向机构仿真分析模型
4.2.1 设定仿真分析环境
4.2.2 导入仿真模型
4.2.3 编辑仿真文件
4.3 双转向机构仿真结果对比分析
4.3.1 仿真过程
4.3.2 各算法优化下的双转向机构液压缸转向推动力矩仿真曲线
4.3.3 转向推动力矩仿真结果分析比较
4.4 本章小结
第5章 铰接构件的拓扑优化设计
5.1 拓扑优化理论介绍
5.2 优化算法及Ameba优化流程
5.2.1 双向渐进结构优化算法关键参数分析
5.2.2 双向渐进结构优化算法实现流程
5.2.3 Ameba的一般优化流程
5.3 铰接构件的拓扑优化
5.3.1 构件的拓扑优化分析步骤
5.3.2 优化结果分析
5.3.3 优化前后复合应力对比分析
5.3.4 最优材料去除率的分析
5.4 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研成果
致谢
本文编号：3310291
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/zidonghuakongzhilunwen/3310291.html
