基于NSGA-Ⅱ算法的微耕机变速箱多目标优化设计

为了提高微耕机变速箱的传动性能和旋耕效率,针对变速箱的主要设计参数,建立了多轴式微耕机变速箱的优化设计数学模型。运用SGA、NSGA-Ⅱ算法和MATLAB语言编制了变速箱关键设计参数的优化程序,使用该程序对数学模型进行优化求解并比较结果。优化结果表明,采用SGA和NSGA-Ⅱ算法进行优化,体积分别减少了14.13%和15.96%,重点啮合齿轮重合度提高了4.07%和4.60%,取得较好的优化效果;其中,采用NSGA-Ⅱ算法比SGA算法在优化结果上更优秀。     

基于NSGA-Ⅱ算法的超前液压支架多目标优化设计

针对超前液压支架连杆断裂问题,在相同外载荷下以超前支架连杆受力绝对值之和、长度之和最小为目标函数,建立了多目标优化模型。采用NSGA-Ⅱ算法求解优化模型,使用模糊集合理论的方法选择最优解,并在Matlab环境下编制成可视化计算程序,应用此程序优化ZTC16044/27/50超前液压支架参数,优化后连杆长度之和下降17.28mm,最大受力减小349.12 k N。ZTC16044/27/50在红柳林煤矿连续运行中未出现连杆断裂事故,为提高超前液压支架综合性能提供了有效途径。     

基于NSGA-Ⅱ算法的车身薄板零件公差优化

在汽车制造工业产品开发过程中,需要同时考虑质量与成本之间的矛盾。盲目提高质量要求,将使产品制造成本增加;随意降低成本,则有可能影响质量,导致客户投诉和返修率上升。首先建立概念设计阶段的装配偏差分析模型,用来分析车身装配质量;并选取指数函数作为公差成本函数,以此为基础建立多目标优化模型,然后采用NSGA-II算法优化各个零件的公差。最后利用车身侧围框架案例阐述零件公差分配过程,获得了多目标函数的Pareto解集,取得了较好的优化效果。     

基于NSGA-Ⅱ算法的储能式有轨电车复合电源参数优化设计

为研究一类以动力电池和超级电容为复合电源的有轨电车参数匹配问题,提出一种基于多目标优化的复合电源参数设计方法。根据有轨电车的动力性能需求,给出基于等效计算的复合电源参数设计方法。以有轨电车日均运行成本和动力电池的性能衰减率为评价指标,建立多目标优化函数,采用带精英策略的非支配排序的遗传算法(NSGA-Ⅱ),设计系统仿真模型在环的复合电源参数优化流程。以一次往返行程为运营要求,对比分析两个不同工况的Pareto解集和等效计算配置方案下的有轨电车系统仿真结果。结果表明,相比等效计算的配置方案,优化的配置方案使动力电池性能衰减率降低至少约31.1%;合理的配置方案可有效保证较高的再生制动能量回收率和有轨电车效率;长站间距的工况增加了对复合电源的配置需求。     

基于NSGA-Ⅱ叉车轮边减速器优化设计

以叉车轮边减速器行星轮系为研究对象,在满足设计要求的前提下,以轮边减速器行星轮系齿圈直径最小,中心距最大和重合度最高为目标建立目标优化数学模型.运用改进的NSGA-Ⅱ对多目标优化并得到Pareto最优解集,利用多指标加权灰靶决策模型选择最优设计方案.优化结果表明：改进遗传算法的运用是可靠有效的,为以后产品优化设计提供新了的设计思路.     

基于改进NSGA-Ⅱ算法的多目标云制造服务组合优化研究

为了提高云制造服务组合寻优质量,提出一种基于改进NSGA-Ⅱ算法的多目标云制造服务组合优化方法。首先改进支配强度的概念来快速确定非支配解集中个体的优劣,然后对NSGA-Ⅱ算法应用不同的局部搜索策略,在算法前期加强对优秀个体的搜索以加速收敛,算法后期对稀疏个体融合邻域搜索与模拟退火算法来增加种群的多样性。最后结合企业实际案例,验证了优选模型的有效性和算法的可行性。     

基于NSGA-Ⅱ的两级行星齿轮减速机的多目标优化设计

为了设计体积更小、效率更高的两级行星齿轮减速机,首先建立两级行星齿轮减速机多目标优化的数学模型;采用多目标进化算法NSGA-II对数学模型进行优化,选择五种不同行星齿轮个数,优化得到两级行星齿轮减速机体积和传动效率的pareto最优解。同时与MATLAB工具箱优化获得的结果进行比较,结果显示NSGA-II算法优化的结果均优于MATLAB工具箱优化的结果,特别是所设计的二级行星轮减速机的体积更小。所提出的多目标优化方法和步骤还可以为多级行星齿轮减速机的优化设计提供有效地指导。     

基于改进NSGA-Ⅱ算法的机械臂多目标轨迹规划

针对机械臂轨迹规划时需要满足高效率、低能耗、弱冲击等性能要求,提出一种改进的快速非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）。建立了端点运动参数可任意指定的7次B样条曲线方程,构造关节空间内光滑连续插值轨迹。以最短时间、最小能耗和最弱冲击为优化目标,以机械臂关节运动速度、加速度、脉动为约束惩罚,通过加入动态选择策略和模拟二进制（SBX）与正态分布混合交叉算子,建立了机械臂多目标轨迹规划的改进NSGA-Ⅱ算法,该方法具有搜索范围广、种群多样性质量高等优势。算例结果表明,所提出的改进NSGA-Ⅱ算法可以缩短迭代时间,得到更优的Pareto前沿。     

基于NSGA-Ⅱ的热压系统上下料机械手结构优化设计

为实现热压系统上下料装置的轻量化设计,提出将响应面法和NSGA-Ⅱ算法相结合的多目标优化方法。以上下料机械手结构质量、最大变形和二阶模态固有频率作为优化目标,以机械手支撑立柱的壁厚、边长和取件手臂壁厚、宽度作为优化参数,进行参数化建模,采用Box-Behnken方法设计4因素3水平试验,并通过ANSYS Workbench有限元软件得到仿真结果。采用二阶响应面法,对目标函数与变量参数之间的非线性关系进行预测,并将预测数据与实际值比较,验证该方法具有良好的准确性和可行性。采用NSGA-Ⅱ算法对多目标优化的Pareto前沿解进行搜索,选择Pareto解集中的第55组解,即支撑立柱的壁厚为5 mm,边长为89 mm,取件手臂壁厚为7 mm,宽度为78 mm,宽度取整为80 mm。经过仿真证明,上下料机械手模型质量从307.89 kg减小到223.72 kg,减重比高达27.34%。优化后结构的最大变形量从0.394 mm增大到0.475 mm,满足最大变形量不超过1 mm的设计要求。二阶模态固有频率从47.57 Hz减小到46.19 Hz,降幅较小。运用ADAMS软件对上下料装置进行运动学仿...     

基于NSGA-Ⅱ算法的机械臂多目标轨迹优化

以HSR-JR612型机械臂为研究对象,针对机械臂运动过程中需满足时间消耗少、能量消耗低、平滑冲击小的问题,对其进行多目标轨迹优化研究。机械臂关节空间轨迹采用七次B样条曲线构造,采用具有精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ),结合对机械臂的关节位移、速度、加速度和加加速度作出限制得到的约束条件,对机械臂轨迹进行优化,得到一组Pareto最优解集合。仿真结果表明,七次B样条曲线构造的机械臂关节空间轨迹速度、加速度和加加速度都连续平滑,保证了机械臂运动性能。在满足约束条件的前提下,NSGA-Ⅱ算法可对机械臂运动轨迹实现有效的多目标优化,获得一组理想的Pareto最优解集,并从中选取一个各项优化目标较为均衡的解作为多目标优化的最终解。     

多目标遗传算法NSGA-Ⅱ在某双前桥转向机构优化设计中的应用

针对东风某双前桥转向重型汽车在使用中存在的轮胎异常磨损问题,利用ADAMS/View软件建立了样车双前桥转向机构参数化仿真模型,基于选择的设计变量与目标函数,在iSIGHT软件中通过集成ADAMS/View模型,对设计变量进行了DOE分析,并利用改进的非支配排序遗传算法NSGA-Ⅱ实现了双前桥转向机构的多目标优化,根据Pareto最优解得到仿真结果表明:优化后各车轮转角误差大大减小,可有效解决车轮异常磨损问题。利用多目标遗传算法和计算机仿真集成技术对转向机构进行优化设计,可为今后汽车系统的设计、开发提供新的有效途径。     

基于改进NSGA-Ⅱ的网络采购供应商采购份额分配研究

研究网络采购模式下具有刚性约束的供应商采购份额分配的问题。建立3个决策目标及多目标决策供应商采购份额分配决策模型,提出一种NSGA-Ⅱ算法种群初始化方法,引入三角函数对算法初始化进行改进,解决种群的随机性与刚性约束之间的矛盾,使算法可应用于求解存在刚性约束的问题,为实现采购平台的推荐功能提供了思路。     

基于NSGA-Ⅱ和TOPSIS算法的云制造服务组合优选模型

云制造是一种面向服务的、高效率低能耗的先进智能制造模式,而云制造服务组合是促进云制造发展和实现资源增值的一项关键技术.以往的服务组合模型研究多关注时间、成本、质量等等,较少考虑云制造平台的能耗和服务满意度问题.考虑上述情况,提出一种新的评价模型,并采用带精英策略的非劣解排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)求解该模型.对于NSG...     

基于改进NSGA-Ⅱ算法的风电—抽水蓄能联合优化运行研究

以经典日风电功率预测为基础,提出了风电—抽水蓄能联合优化运行模型,该模型以联合系统经济性最大、出力的波动性最小及系统碳排放量最小为目标。利用改进的NSGA-Ⅱ算法对多目标模型进行求解,结果证明,利用改进算法求解的风电—抽水蓄能联合优化运行模型有效提高了电网的经济效益、环境效益及电力系统的稳定性。     

基于Isight平台NSGA-Ⅱ方法的3-PRS并联机构多目标优化

把Isight软件运用到3-PRS并联机构的多目标参数优化中,分析并建立3-PRS并联机构的工作空间、灵巧度、刚度和承载能力的指标。采用蒙特卡洛方法对多目标指标函数进行编程求解,以Isight软件为平台,集成Matlab软件,构建多目标优化基本流程,用Isight软件中封装的NSGA-Ⅱ方法对3-PRS并联机构的五个目标函数进行优化。得到分布性良好的Pareto解集及Pareto前沿,目标指标得以分析,并得出参数与目标之间变化规律。可根据优化信息,在Pareto解集中选取适合实际工况的最优解,最后给出优化算例。     

爬楼轮椅后腿机构多目标优化设计

爬楼轮椅后腿机构是典型的平面二自由度五连杆机构,杆长尺寸对其性能产生很大的影响。为了得到最优的杆长参数,建立了五连杆机构的运动学模型和动力学模型,分别在运动学层面和动力学层面上提出了多个性能指标,以其作为目标函数和约束条件建立了机构多目标优化数学模型,利用NSGA-Ⅱ多目标遗传算法得到了Pareto最优解。最后分别以各个性能指标值最小和权衡各个性能指标值为依据列出了几组最优设计点,包括杆长参数和对应的各个性能指标值,人们可以根据设计要求和工程实际经验来权衡选取满足不同要求的优化结果。     

基于改进NSGA-Ⅱ算法的箱形伸缩臂多目标优化设计

从初始群体产生及交叉算子两个方面对带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)进行改进,对伸缩臂进行应力及挠度变形分析,得出应力及应变云图,以确保伸缩臂强度、刚度满足要求。以伸缩臂截面几何参数为设计变量,伸缩臂稳定性及自重为优化目标,利用i SIGHT软件将改进的NSGA-Ⅱ算法与Ansys有限元分析集成,以QY20汽车起重机伸缩臂为例,对起重机箱形伸缩臂进行多目标优化设计,得出Pareto前沿解,并与优化前的截面参数进行对比,验证了该算法的可行性。     

曲柄齿轮齿条组合机构的多目标优化设计

以曲柄齿轮齿条组合机构为研究对象,在考虑机构运动学及齿轮啮合特性的基础上,以齿轮摆角、齿轮角加速度以及齿轮齿条的重合度作为优化目标建立了数学分析模型;运用NSGA-Ⅱ算法对其设计参数进行了多目标优化,得到一组最优解集,从而确定了该组合机构的最优设计方案;基于Matlab仿真软件对优化前后组合机构的运动学特性进行了分析。结果表明:在保证机构运行平稳的前提下,优化后组合机构的齿轮摆角从7.365 rad增至9.875 rad,提高了该机构长行程往复运动能力。该结论为曲柄齿轮齿条组合机构的参数优化设计提供了理论参考依据。     

基于自动化仿真与NSGA-Ⅱ算法的动力两轮车事故智能化重建方法研究

基于试错法调节参数的事故重建过程高度依赖分析人员的经验和直觉,其效率低下且难以保证重建结果的精度。提出一种结合自动化仿真与多目标优化理论的动力两轮车事故智能化重建方法。基于ISIGHT多学科优化平台建立多刚体模型自动化运行框架;采用带精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对5个位置目标进行优化,选取12个初始碰撞参数作为设计变量,头-车碰撞位置和横向运动方向作为约束条件;通过2例动力两轮车事故重建验证方法的有效性。结果表明,24 h完成了480次仿真并找到最优解,平均重建目标误差低于5%,最大重建误差为12.4%。目标函数寻优过程、函数收敛趋势、仿真结果与事故事实的对比(如参与方停止位置、损伤情况、碰撞速度、碰撞后运动过程等)均表明了该方法的有效性。动力两轮车事故智能化重建方法实现了自动化参数调整、仿真运行、结果处理,显著提高了重建效率且保证了结果精度。结合自动化仿真与多目标优化的方法可广泛用于其他类型事故的重建。     

基于NSGA-Ⅲ算法的采煤机滚筒优化设计及系统开发

为了提高采煤机滚筒的工作性能和设计效率,综合考虑采煤机滚筒尺寸约束关系及性能指标,提出了以装煤效率、截割比能耗和载荷波动为优化目标,叶片厚度、叶片螺旋升角、叶片头数、同一截线上的齿数和截齿安装角为优化变量的采煤机滚筒优化模型。采用NSGA-Ⅲ算法对提出的有约束多目标采煤机滚筒优化模型进行寻优,利用MATLAB开发了采煤机滚筒优化设计系统,以某公司截割实验的煤岩参数、工况条件为输入,通过采煤机滚筒优化设计系统得到滚筒最佳设计方案,该滚筒相对于MG500/1130WD采煤机滚筒,装煤能力提高了12.7%、截割比能耗降低了8.0%、载荷波动系数减小了20%。结合CAD技术以及初始图形交换规范（IGES）形成了完整的采煤机滚筒三维虚拟模型。