逃逸离散差分进化算法在齿轮传动优化中的应用.pdf

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1、36机械传动2017年文章编号:1004－2539(2017)01－0036－07DOI:10．16578/j．issn．1004．2539．2017．01．009逃逸离散差分进化算法在齿轮传动优化中的应用1，2，32，3，42，3，4车林仙易建何兵(1重庆工程职业技术学院机械工程学院，重庆402260)(2重庆工商大学制造装备机构设计与控制重庆市重点实验室，重庆400067)(3四川理工学院人工智能四川省重点实验室，四川自贡643000)(4泸州职业技术学院机械工程系，四川泸州646005)摘要根据决策变量映射关系，将齿轮传动设计中的离散约束优化

2、问题转化为约束非负整数规划问题(Constrainednon－negativeintegerprogrammingproblems，CNIPPs)，并应用离散差分进化(Dis-cretedifferentialevolution，DDE)算法求解该问题。引入定量评价种群多样性的平均基因距离指标，并据此提出一种采用反向学习算子生成新个体的自适应逃逸策略，以克服基本DDE算法求解离散问题易陷入局部最优区域的缺点。将逃逸策略融入DDE算法，并结合可行性规则约束处理技术，形成求解CNIPPs的逃逸离散差分进化(EscapeDDE，EDDE)算法。应用EDD

3、E算法求解齿轮传动优化设计实例，并提出用于比较多种算法优化性能的相对综合性能指标。通过测试与分析可知，新算法具有良好稳健性和可靠性，且综合指标优于对比算法。优化结果明显好于已有文献的最优解，齿轮质量下降了27%。关键词差分进化算法离散变量自适应逃逸算子约束优化设计齿轮传动ApplicationofEscapeDiscreteDifferentialEvolutionAlgorithminOptimalDesignofGearTransmission1，2，32，3，42，3，4CheLinxianYiJianHeBing(1SchoolofMech

4、anicalEngineering，ChongqingVocationalInstituteofEngineering，Chongqing402260，China)(2ChongqingMunicipalKeyLaboratoryofMechanismDesignandControlforManufacturingEquipment，ChongqingTechnologyandBusinessUniversity，Chongqing400067，China)(3SichuanProvincialKeyLaboratoryofArtificialIn

5、telligence，SichuanUniversityofScienceandEngineering，Zigong643000，China)(4DepartmentofMechanicalEngineering，LuzhouVocationalandTechnicalCollege，Luzhou646005，China)AbstractAccordingtotheequivalentmappingrelationofdecisionvariables，theconstraineddiscreteoptimizationproblemsforgea

6、rtransmissiondesignaretransformedintononlinearconstrainednon－negativeintegerprogrammingproblems(CNIPPs)andadiscretedifferentialevolution(DDE)algorithmisusedtosolvetheseproblems．Anindexofaveragegenedistanceisintroducedtoevaluatequantitativelythepopulationdiver-sity．Onthisbasis，

7、thisworkpresentsanadaptiveescapestrategyinwhichanopposite－basedlearningopera-torisemployedtogeneratenewindividualstoovercomethedrawbackthatthebasicDDEalgorithmeasilytrapsintolocaloptimalregionsforsolvingdiscreteoptimizationproblems．Thusthisstudyembedstheescapestrate-giesinDDEa

8、lgorithm，adoptsfeasibilityrulestohandleconstraints，andformsto