基于差分进化的粒子群算法的鼓式制动器多目标优化-计算机应用研究.PDF

第３２卷第６期 计 算 机 应 用 研 究 Ｖｏｌ３２Ｎｏ６ ２０１５年６月　 ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒｓ Ｊｕｎ．２０１５ 基于差分进化的粒子群算法的 鼓式制动器多目标优化设计 韩永印１，２ （１．武汉大学计算机学院，武汉４３００７２；２．徐州工业职业技术学院，江苏徐州２２１１４０） 摘　要：为了提高鼓式制动器的设计水平，建立了一种以制动鼓体积最小和制动器温升最低为目标的鼓式制动 器多目标优化模型，并使用一种基于差分进化的粒子群算法进行优化设计。为了进一步增加算法多样性，该算 法将差分进化策略引入到多目标粒子群算法中；为了避免粒子飞行速度过快，陷入局部最优解，加入一种速度控 制策略。通过无约束的ＺＤＴ系列和三个有约束的基准测试函数进行测试，并与其他四种算法进行对比实验，证 明该算法在收敛性和多样性方面都占优，在工程实例的求解结果表明了算法的工程可行性。 关键词：鼓式制动器模型；多目标优化；差分进化；速度控制策略；粒子群优化 中图分类号：ＴＰ２７３　　　文献标志码：Ａ　　　文章编号：１００１３６９５（２０１５）０６１６６３０４ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１３６９５．２０１５．０６．０１４ Ｍｕｌｔｉｏｂｊｅｃｔｉｖｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎｏｆｄｒｕｍｂｒａｋｅｂａｓｅｄｏｎ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆｐａｒｔｉｃｌｅｓｗａｒｍｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ １，２ ＨａｎＹｏｎｇｙｉｎ （１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７２，Ｃｈｉｎａ；２．ＸｕｚｈｏｕＣｏｌｌｅｇｅｏｆＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＸｕｚｈｏｕＪｉａｎｇｓｕ２２１１４０， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｑｕａｌｉｔｙｏｆｄｒｕｍｂｒａｋｅｓ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｂｒａｋｅｄｒｕｍｍｕｌｔｉｏｂｊｅｃｔｉｖｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌａｉｍｉｎｇａｔｍｉｎｉｍｉｚｉｎｇｔｈｅｓｉｚｅｏｆｔｈｅｂｒａｋｅｄｒｕｍａｎｄｂｒａｋｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｒｉｓｅａｎｄｐｒｏｐｏｓｅｄａＰＳＯｂａｓｅｄｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙｏｐｔｉ ｍｉｚａｔｉｏｎｆｏｒｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｄｅｓｉｇｎ．Ｔｏｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｄｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ｔｈｅｎｅｗｍｅｔｈｏｄｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｅｖｏｌｕｔｉｏｎ ｓｔｒａｔｅｇｙｉｎｔｏＰＳＯ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｖｏｉｄｆｌｙｉｎｇｔｏｏｆａｓｔｉｎｔｏｌｏｃａｌｏｐｔｉｍａｌｓｏｌｕｔｉｏｎ，ｉｔａｄｄｅｄａｓｐｅｅｄｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉ ｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｏｕｔｐｅｒｆｏｒｍｓｔｈｅｆｏｕｒｃｏｍｐａｒｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｓｃｏｎｃｅｒｎｉｎｇｔｈｅｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅａｎｄｄｉｖｅｒｓｉｔｙｉｎｓｏｌｖｉｎｇ ｍｕｌｔｉｏｂｊｅｃｔｉｖｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍｓｗｉｔｈｕｎｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｏｆＺＤＴｆａｍｉｌｙａｎｄｔｈｒｅｅｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｅｘａｍｐｌｅ ｓｈｏｗｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｒｕｍｂｒａｋｅｍｏｄｅｌ；ｍｕｌｔｉｏｂｊｅｃｔｉｖｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ；ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｅｖｏｌｕｔｉｏｎ；ｓｐｅｅｄｃｏ