机床主传动系统优化设计

本文对通用机床主传动系统优化设计进行了初步的研究和探讨。采用内惩罚函数法把有约束问题化为无约束问题处理，用变尺度法（Ｄ、Ｆ、Ｐ）优化机床主传动系统的参数。即在满足约束条件下，使目标函数达到极小值，以确定最优的主传动系统的设计参数：传动比、传动轴转速、传动轴直径、齿轮齿数、模数和分度圆直径等。 为使目标函数达到极小值，作者采用了扩大约束边界的方法，并用原约束函数加以监视。以减少目标函数的计算极小值和实际极小值的误差，提高了优化的效果。 采用内惩罚函数法（内点法），要求初始点必须在可行域内。为此，本程序设有计算机自动寻找可行起始点。     

基于实际作业工况的电动拖拉机传动系统参数多指标同步优化

针对电动拖拉机实际作业特点,分析其动力传动系统参数匹配计算方法,提出20 kW电动拖拉机两挡动力传递方案.以同步提升电动拖拉机动力性和经济性为目标,定义了电动拖拉机旋耕最大速度、连续犁耕作业时间、连续旋耕作业时间3个性能指标,建立基于权重系数的多指标同步优化目标函数.以20 k W电动拖拉机为研究对象,对其传动系统参数进行多指标同步优化,并对优化方案下的电动拖拉机动力电池及电机动态性能进行仿真分析.结果说明了本文提出的20 kW电动拖拉机两挡动力传递方案的可行性,同时表明本文提出的基于电动拖拉机实际作业工况的传动系统参数多指标同步优化策略的有效性.     

大功率风电增速器的多目标优化设计

针对风电增速器的动态性能优化问题,以某型号大功率风电增速器齿轮传动系统为研究对象,采用双参数威布尔分布函数作为随机风速来模拟随机风速下的外部激励,依据集中质量法及牛顿第二定律建立了两级行星一级平行轴的大功率风电增速器动力学模型,研究其传动系统的动力学特性。在此基础上,以传动系统体积最小和构件扭转振动加速度振动幅值最小为优化目标,以可靠性和强度等为约束条件进行多目标动态优化设计,优化结果表明:优化后的风电增速器齿轮传动系统不仅实现了轻量化,而且在保证系统可靠度的前提下动态性能也得到了有效改善,达到了减振降噪的目的。     

兆瓦级风力机齿轮传动系统动力学分析与优化

对1.5 MW风力发电机齿轮箱传动系统进行耦合振动分析,建立了风力机增速箱齿轮传动系统的扭转振动模型.利用4阶Runge-Kutta法计算了系统在风载、轮齿时变啮合刚度和系统阻尼共同作用下的动态响应,并利用谐波平衡法求出了系统的解析解,从而得到了优化设计目标函数的解析表达式.在此基础上,建立了以行星轮扭转振动加速度幅值最小和传动系统总质量最轻为目标的优化设计数学模型,利用MATLAB优化工具箱进行优化求解.实例计算表明,优化设计后传动系统的低阶固有频率明显提高,动态性能明显改善,重量减轻.     

柔性支承式转炉倾动机构优化设计

对由多级齿轮传动所组成的转炉倾动机构进行了优化设计与研究，以传动系统重量作为目标函数，选用了ＳＵＭＴ混合优化方法。实例计算结果表明优化效果显著。     

一种多目标组合最优化问题算法

本文将组合机床多轴箱传动系统中“一带多”方案设计的问题,归结为多目标规划求约束矩阵列向量为正的数目最多这样一类优化问题,并提出一种方案组合方法,将约束函数当作目标函数,构造0-1目标来求解这种优化问题。根据上述算法所研制的有关程序,通过上机实例设计计算,与以往的计算机辅助设计程序方法相比,具有程序篇幅短、计算时间快等优点。     

基于ADAMS的压缩机主传动系统动力学优化问题研究

以某w型活塞式压缩机主传动系统为研究对象,利用多柔体动力学软件ADAMS,对额定工况下计入摩擦的压缩机主传动系统动力学优化设计问题进行研究．得到了额定工况下主轴承曲轴轴颈中心径向振动响应．在此基础上,建立压缩机主传动系统动力学优化设计数学模型,以压缩机气缸中心线夹角和压缩机曲轴转速为设计变量,以两主轴承曲轴轴颈中心径向振动响应的加权平均值为优化目标．采用参数化建模技术在ADAMS中建立优化模型进行优化分析,探讨了目标函数与设计变量之间的关系并得到最优解．得到的结论为活塞式压缩机动态设计打下基础．     

基于粒子群算法纯电动汽车传动系统参数的优化

为提高纯电动车电机工作效率,以一款固定减速比电动汽车为原型,改为两档传动比方案,对传动比参数进行优化以提高电机工作效率。分别以汽车原地起步加速时间和ECE(欧洲经济委员会)十五循环工况下续驶里程作为纯电动汽车的动力性和经济性两个分目标函数,经过加权因子建立新的评价函数。采用线性递减惯性权重的粒子群算法(LDWPSO)对传动系统参数进行优化,利用Logistic混沌映射来初始化种群以避免粒子群算法早熟收敛和局部最优的问题,并将优化结果带入动力学模型中验证。结果显示,优化后的两档传动比方案较固定速比方案加速时间减小0.3 s以上,续驶里程提高8.51 km。表明通过采用粒子群优化算法优化汽车传动系统参数,汽车的动力性和经济性得到有效的提高。     

船用齿轮传动的动态优化设计

考虑齿轮副的时变啮合刚度、啮合阻尼及轮齿的综合误差,建立了船用齿轮传动系统的动力学模型;将齿轮副接触线长度变化代替齿轮瞬时啮合刚度的变化,啮合阻尼和齿面摩擦等效为粘性阻尼以提高求解效率.并以齿轮的振动加速度和质量为目标函数,对船用齿轮传动进行多目标动态优化,有效降低船用齿轮的振动水平和质量.     

混合动力公交车传动系统参数优化及能量控制策略

为了使混合动力公交车更好地适应路况,获得良好的经济性能,从传动系统与能量控制策略2个方面对改善混合动力公交车经济性、动力性的方法进行研究,通过优化传动系统参数,使传动系统与能量控制策略有效结合;对传动系统进行动力学分析,并匹配传动系统各部件,利用MATLAB/Simulink与AVL/Cruise软件,根据工作模式建立能量控制策略与整车模型,并对整车模型进行仿真分析,利用Isight软件,结合能量控制策略,对整车模型进行优化;利用多岛遗传算法,以经济性、动力性为优化目标,对电机减速比、行星排特征参数、主减速比3个传动系统参数进行优化,并根据城市公交行驶特性,对优化目标选取不同权重。结果表明,在城市公交工况下对传动系统参数进行多目标优化后,混合动力公交车的燃油消耗量降低了11.6%,发动机运行在经济区间,设计的能量控制策略能够很好地与传动系统相结合。     

《MAZAK》车床主传动系统优化设计的探讨

主要应用优化理论和计算机对日本《MAZAK》车床主传动系统所涉及的有关参数、目标函数、约束条件等进行了系统的理论分析与计算.确定了一系列主要技术参数的最佳组合,对引进的技术从理论上进行了消化,并结合我国的国情提出了改进意见.     

汽车摩擦离合器优化设计

离合器是汽车传动系中重要的组成部件,对汽车整车性能尤其是扭振具有重要的影响。基于从动盘减振器刚度和阻尼对系统振动状态的影响,结合DST240系列离合器,建立了从动盘式摩擦离合器扭转减振器的优化模型,对目标函数进行了优化,改善了传动系统扭转振动工况,分析结果表明该方法具有实用性。     

预应力斜拉网格结构的静力优化分析

提出基于合理预应力取值的二级优化方法对预应力斜拉网格结构进行静力优化，对预应力优化和截面优化分别采用不同的目标和方法．杆件截面尺寸的二级优化采用结构自重为目标函数，优化方法可以采用拟满应力法；对预应力取值的一级优化可以采用结构应变能为目标函数．用ANSYS可编程语言APDL编制采用初始应变影响矩阵法和多次复形法进行预应力取值优化分析的程序，并对按不同目标函数进行预应力取值优化得到的结果进行了比较．采用不同目标函数得到的预应力取值优化结果有所差别．宜根据实际需要选择合适可行的目标函数．     

城市停车诱导信息板显示优化的双层目标模型

针对单目标函数可能难以获得最优显示结果的缺点,以驾车者的停车等待时间最少和到达停车场的总时间最短为双层目标函数,建立了停车诱导信息板的显示优化模型.通过算例计算,对比单目标函数模型与双层目标函数模型的优化结果,表明后者的优化结果具有唯一性,能更好地实现诱导效益的最大化,且更加符合驾车者的停放行为,证明本双层目标模型具有更好的适用性和可行性,能够更加准确地优化停车诱导信息板的信息显示.     

基于GDE混合算法的齿轮系统轻量化设计

基于某企业二级齿轮传动系统,对齿轮系统轻量化优化方法进行研究分析,提出一种基于遗传算法(GA)与差分进化算法(DE)的混合优化算法(GDE)。结合GA算法全局寻优能力强的特点,为DE算法提供优质初始种群,以二级齿轮中心距和体积最小为目标函数进行优化设计并将结果与两种传统算法结果进行比较,对轻量化后齿轮系统进行了模态分析。优化结果显示,GDE算法收敛速度最快,优化后齿轮体积减少了10.5%,重合度增加了5.8%;仿真结果显示,轻量化后齿轮不会产生共振,符合实际工况需求。     

模糊规划在电力系统无功优化中的应用

对于电力系统无功优化问题,本文采用了线性规划结合模糊数学中寻优原理的综合处理方法,给出了无功优化问题的线性模型及有关各目标函数的最优性隶属函数,从而得出了多目标问题令人满意的结果。     

基于二次约束二次规划的窗函数设计方法

为降低高功率雷达系统中脉冲压缩后输出的高峰值旁瓣进而提高成像质量,通常的方法是在接收端进行加窗处理,在信噪比损失、积分旁瓣和主瓣宽度上做出一定权衡。为了进一步提升窗函数的成像性能,以不同的目标函数和约束条件构建能够高效准确求解的凸优化模型来设计优化窗函数。建立了以优化峰值旁瓣为目标的二次约束二次规划的凸优化模型,并给出了优化积分旁瓣能量的凸优化模型。通过线性加权求和,对峰值旁瓣、信噪比损失和积分旁瓣能量的线性组合得到的结果作为目标函数建立了多目标凸优化模型。通过对凸优化问题求解,得到的优化窗函数在峰值旁瓣、积分旁瓣、信噪比损失和主瓣宽度上均优于或不劣于在雷达系统中常用的性能优良的Taylor窗函数。仿真结果表明,优化窗函数能够比Taylor窗函数提供更好的性能。     

轧机主传动系统主联轴器安全销有限元优化设计

以某厂轧机主传动系统主联轴器安全销为研究对象,采用有限元的函数加载方式对其进行应力分析,对安全销的实际剪切强度进行校核,并在有限元软件中通过参数化建模对安全销退刀槽尺寸进行优化。仿真分析结果表明,优化后的安全销可以保证轧机主传动系统扭矩超过设定值时安全销及时断裂,对主传动系统起到保护作用。     

黄河骨干水库水沙调度的目标函数构建和应用

基于黄河突出的水沙问题,关于黄河骨干水库水沙优化调度的研究有很多,一个合适的目标函数的构建能够促进优化效果的提升,但目前大多数研究中的目标函数考虑并不全面,且普适性不高.本文提出了一个能够综合考虑水库在社会经济、行洪输沙和生态环境3方面功能,同时兼顾了水库自身的永续发展的目标函数.选取了生态影响、缺水率、发电效益、防洪效益、减淤效益和排沙效益6项指标进行了有机统一.提出的目标函数通过不同的权重配比可在黄河骨干水库通用.将目标函数应用于小浪底水库的优化调度研究中,通过优化调度结果与实际调度结果的比较显示,优化调度过程与实际整体调度目标一致,同时减淤效果更佳,证明了本文提出的目标函数的可靠性,可以用于黄河骨干水库水沙优化调度研究.     

有向网络异步PUSH-SUM次梯度优化算法的研究

研究了基于异步信息通信的有向网络分布式Push-sum次梯度优化算法。假定有向网络优化问题目标函数可分解成网络中所有个体各自的目标函数之和,且每个个体仅知道其自身目标函数,并通过与邻居个体进行局部信息异步通信对其自身目标函数进行优化计算,从而协同地使整个网络的优化问题目标函数达到最优。在每个个体目标函数的次梯度有界的条件和随机切换有向网络是一致强连通条件下,证明了Push-Sum次梯度优化算法收敛且其收敛结果为Ο（tN e-κt ＋ln t/t）。