当前位置: 首页 > >

基于禁忌搜索算法的机械优化设计

发布时间:

第39卷第05期 煤矿 机械 V。1.39No.05 May.2018 2018年05月 Coal Mine Machinery 、 doi:10.13436/j.mkjx.201805060 基于禁忌搜索算法的机械优化设计水 陈庆莹,安斯光。吴秀山 (中国计量大学机电工程学院.杭州310018) 摘 要:为寻求更优更高效现代机械优化设计.结合禁忌搜索算法和遗传算法提出一种新的 智能优化方法。为提高算法的全局寻优能力和减少寻优计算的时间.混合算法在结构上进行改进。 给出的典型数学函数验证了算法的快速性和有效性.将其用于带式输送机蜗杆减速器上的蜗轮齿 圈体积优化的机械设计。优化结果与常规设计相比。优化效果较明显。 关键词:机械设计;禁忌搜索算法(rI’s);遗传算法(GA);蜗轮齿圈 中图分类号:THl22 文献标志码:A 文章编号:1003—0794(2018)05—0169—02 on Optimization Design of Mechanical Based Improved Tabu Search Method CHEN Qing-ying,AN Si-guang,WU Xiu-shan (College of Electrical and Mechanical Engineering,China Jiliang University,Hangzhou 310018,China) Abstract:In order design to search for a more better and more efficient modern mechanical optimization method based on method,a new intelligent optimization the tabu search(TS)and genetic algorithm(GA)is and decrease the calculation time, proposed.To promote the global searching ability a the algorithm is improved by new transition rule.Results of use a typical mathematic function prove the rapidity and validity of the algorithm,and it in the worln gear ring volume optimization mechanical design.It is concluded that the optimization result is more obvious. Key words:mechanical optimization design;tabu 0 search(TS);genetic algorithm(GA);worm gear ring 引言 效利用已搜索过的空间状态点信息.加快算法的收敛 速度。本文全局寻优搜索由禁忌算法完成;局部寻优 搜索由遗传算法来实现.只使用交叉和繁殖2个算子, 因为搜索时利用遗传算法来对禁忌算法搜索过的状 态空间进行指导产生新点.且种群始终选用当前最好 状态。主要工作如下: (1)新点的产生 本文基于一种有效地改进的 禁忌算法在搜索时都将上一循环的最后状态点作为 下一循环的起始点来重复计算。为了避免重复,改进 算法设置了存储器来保留最*搜索的忍个状态点, 产生的新点与存储器中的存储状态进行比对,若产 生的新点为已搜索步长小于104时,那么将该点放 弃.再重新产生一新点,直至满足给定条件。进而增 强了算法探索未知空间的能力.即增强了算法的全局 搜索能力: (2)搜索过程转换规则 一般全局搜索过程和 局部搜索过程之间转换会给定迭代次数,当达到事先 给定数据时进行转换。但会常遇未达设定值,出现连 续多代搜索到最优值无明显变化,继续运行,结果仍 无明显优化.而且会降低搜索效率。本文算法新增一 种转换规则.未达设定搜索次数,若全局搜索连续多 次搜索到的最优解无变化.则算法自动转到局部搜索 过程:若局部搜索过程连续多次搜索最优目标函数 值也没有变化.则算法再转到全局搜索过程,转移后 若目标函数开始改进或达到设定迭代次数,算法再转 一169— 优化设计广泛地应用在机械设计中,在规定的 工况及设计要求条件下.满足机械产品的几何关系 和性能约束的限制下.使设计的机械某项或某几项 指标获得最优值。机械优化设计的应用愈来愈广泛, 同时也面临着许多问题需要改进解决,其中寻求更 优更高效的设计方法便是其中之一。随着计算机技 术和智能理论的发展.出现了很多智能优化算法,如 遗传算法、禁忌搜索算法、粒子群算法等。 禁忌搜索算法(髑)是由F.Glover在1986年提 出的一种启发式的全局搜索算法。其结构简单,且 具有较强的“爬山性”.即从当前状态点戈转移到新 的状态点石木时并不要求新点的性能优于原来点,而 仅要求菇木为随机产生的P个新点中性能最好的点。 然而在实际应用中禁忌算法仍存在易陷入局部最优 解和收敛速度较慢这两个问题。 1 组合算法GA’I’S 本文采用禁忌算法与遗传算法混合,结合优势 对算法内部结构改进,提高算法全局寻优能力和搜 索效率.禁忌算法能够跳出局部极值点搜索更多未 知空间。而遗传算法在迭代过程中,通过繁殖交叉 变异.可将父辈的优良品质遗传给子代。从某种程 度上说.遗传算法可根据搜索过的状态空间指导新 点产生。所以.将遗传算法引入禁忌搜索算法,可有 }浙江省自然科学基金项目(LQl4E070003) 万方数据



友情链接: