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内燃机摩擦学综合设计决策研究

摘要：以内燃机低摩擦功耗设计为目的，以满足各项摩擦学性能指标为约束，提出并建立了基于基因模型的混合进化

设计方法，构建了适合领域特点的专家修正算子和屏蔽算子，并进一步拓展出分层基因模型及相应的协同进化算法，

建立了参数协调机制．结果表明，利用该模型和方法可在设计空间中获得优选方案的种群，从而为设计决策提供依据，

相关研究结果在内燃机活塞子系统以及内燃机整体设计的设计决策中得到了成功应用．

关键词：内燃机，摩擦学设计，设计决策f进化设计，分层协同进化设计

内燃机摩擦学设计是一个多学科、多目标、多变家修正算子、屏蔽算子，继而建立分层基因模型及其

量、多约束的复杂问题．由于摩擦学性能模拟分析函协同进化的参数协调机制，相关研究结果已被成功应

数大多是不连续、不可微、多峰值、有噪音的黑箱函用于内燃机子系统和整机的摩擦学综合设计决策。

数，梯度信息匮乏，传统的优化、有哪些信誉好的足球投注网站技术已经不能满

1进化设计概述

足要求[1，z]．基于遗传算法的进化设计，用遗传算法编

码规则组织和表示设计方案，形成设计问题的基因模遗传算法已经广泛应用于工程优化等各个领

型，可将设计过程转换为基于基因模型的进化过程．域[引，并进而拓展出进化编程(EP)和进化策略(ES)，

该方法对领域知识依赖少，且运算隐含并行性，适合统称为进化计算(EC)．进化计算应用于设计领域则

对复杂空间的全局范围寻优[1]．拓展为进化设计[104]．进化设计和传统设计的对应关

本研究结合内燃机摩擦学设计，首先提出基于基系参见文献[1]，内燃机主轴承系统进化设计的基因

因模型的混合进化设计方法，构建适合领域特点的专模型见表1．

表1内燃机主轴承系统进化设计中的基因模型

Table1Agenemodeloradesignsampleofabearingsystem

目前，进化设计仍侧重用于设计方案的选优．解，因而更需要关注改良的可行解．

Throdon[s将设计问题视为设计约束下的参数优化Beack等[e将进化设计用于超音速喷嘴的形状

问题，将设计约束转变成为设计目的的“罚函数”，试设计，使原有设计得到改良．Prabhat将进化计算应

图在设计与优化之间达到统一．然而在工程应用中，用于飞行器的空气动力学设计啪．但目前结合复杂机

空间复杂、参数多样的设计问题几乎不可能存在最优械系统，利用基因模型进行综合设计决策的研究尚未

第3期张向军等：内燃机摩擦学综合设计决策研究Z59

见报道．以指导样本进化方向，防止传统遗传算法的盲目有哪些信誉好的足球投注网站

破坏其他参数的训练结果，从而加速进化过程．

2结合专家知识的混合进化设计方法

④设计的经验屏蔽算子直接源自进化过程中优

进化设计虽然能在复杂设计空间寻优，但有哪些信誉好的足球投注网站过选样本基因模式的统计规律．如研究中对轴承系统动

程依然存在盲目性．另一方面，内燃机摩擦学设计领态提取的屏蔽算子为“10**00**l1*0*1*”，

域积累了大量的专家知识，其有效应用是快速、直接非“*”位表示z／3以上优选样本共同的基因特征，

获得设计解的最佳途径．所以，我们提出结合领域专“*”位表示无明确统计模式的基因字节．参照表1中

家知识的混合进化设计方法，使专家知识参与进化设轴承基因模型的含义，它反映了优良样本的共同特

计的全过程．点，即：润滑油粘度大于等于30，轴承间隙大于等于

与传统进化计算流程[3]相比，该