基于NSGA-Ⅱ的变速器齿轮系多目标可靠性优化设计

论文摘要

变速器是汽车传动系统的重要组成部分,它对汽车的动力性与经济性、操纵的可靠性与轻便性、传动的平稳性与效率都有直接的影响。汽车变速器的齿轮是结构复杂的零部件,设计一个在一定使用期限内可靠工作的变速器,并且对各档齿轮参数进行优化,需要开展汽车变速器齿轮系多目标可靠性优化设计。传统的多目标优化方法在某些复杂的多目标优化问题中存在不足,因此渐渐地被一些优越的多目标遗传算法所替代。带精英策略的快速非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）可以得到分布均匀的非劣最优解,在多目标优化领域表现出很强的优势。本文介绍了遗传算法的基本概念和理论,论述了NSGA-Ⅱ的基本原理、算法流程与算法采用的基本策略。根据应力-强度干涉理论,分析了齿轮的可靠性计算理论,并以某微型车变速器为研究对象,在变速器结构已确定、传动比最佳的条件下,以可靠性为主要约束,以齿轮系总体积最小、中心距最小和总重合度最大为目标建立变速器齿轮系多目标可靠性优化的数学模型。基于以上理论,利用MATLAB软件为开发工具,编制出了NSGA-Ⅱ算法和汽车变速器齿轮系多目标可靠性优化程序,并以某微型车变速器为例,采用NSGA-Ⅱ算法对该多目标优化问题进行优化并得到其非劣最优解集。最后以MATLAB的图形用户界面设计环境（GUIDE）为界面开发工具进行了界面开发,建立了人机交互界面。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 变速器的类型及主要特点
• 1.2 变速器的设计要求
• 1.3 多目标优化问题研究现状
• 1.4 论文选题的意义与目的
• 1.5 本课题研究的内容
• 1.6 本课题采取的研究方法和技术路线
• 第2章 NSGA-Ⅱ算法原理
• 2.1 遗传算法
• 2.2 带精英策略的快速非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）
• 第3章 变速器齿轮系的多目标优化模型
• 3.1 齿轮可靠性优化设计原理
• 3.2 变速器齿轮系的多目标优化模型的建立
• 第4章 变速器齿轮系多目标可靠性优化
• 4.1 MATLAB语言简介
• 4.2 实例分析
• 4.3 变速器齿轮优化的图形用户界面
• 第5章 结论与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 工作展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢