復(fù)雜環(huán)境下V帶和齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)優(yōu)化理論與方法研究.pdf

1、V帶和齒輪傳動(dòng)是兩類最基本和重要的機(jī)械傳動(dòng)形式，應(yīng)用極為廣泛。對(duì)它們進(jìn)行全局優(yōu)化設(shè)計(jì)，以及考慮它們?cè)趶?fù)雜不確定的實(shí)際應(yīng)用背景下的優(yōu)化設(shè)計(jì)，不僅具有重要的理論價(jià)值，而且具有廣闊的應(yīng)用前景。本文根據(jù)工程實(shí)際中這兩類傳動(dòng)面臨的復(fù)雜設(shè)計(jì)和工作環(huán)境特點(diǎn)，以現(xiàn)代優(yōu)化理論與方法和現(xiàn)代不確定數(shù)學(xué)理論與方法為研究工具，研究了這兩類傳動(dòng)設(shè)計(jì)的確定性全局優(yōu)化方法，首次提出了處理一類多態(tài)不確定性非線性優(yōu)化問(wèn)題的方法并應(yīng)用到V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)優(yōu)化中。主要研究工作如下:

2、
　　 1、分別建立了以V帶承載能力最大化和V帶疲勞壽命最長(zhǎng)為目標(biāo)的V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)優(yōu)化問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型，研究了這兩類模型目標(biāo)函數(shù)的凹性、單調(diào)性等特點(diǎn)，證明了它們的可行域是有界閉凸集。以此為基礎(chǔ)，提出了尋求其全局最優(yōu)設(shè)計(jì)方案的最優(yōu)值線段算法。克服了已有研究成果的不足，即以往設(shè)計(jì)中要么依賴于沒(méi)有收斂性理論保證的啟發(fā)式算法，要么只能得到可行設(shè)計(jì)方案或局部最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。
　　 2、在包含隨機(jī)、模糊、區(qū)間等多種形態(tài)不確定參數(shù)的環(huán)境下，

3、分別建立了V帶傳動(dòng)承載能力最大化和疲勞壽命最大化問(wèn)題的多態(tài)不確定非線性優(yōu)化(PUNP)模型。在給定模糊隸屬度和隨機(jī)變量的置信水平的條件下，推導(dǎo)了這些不確定性優(yōu)化模型的確定型等價(jià)式。
　　 3、基于一種建立在描述區(qū)間不等式的最大和最小范圍不等式定義基礎(chǔ)上的區(qū)間規(guī)劃理論，對(duì)具有多態(tài)不確定性的V帶傳動(dòng)承載能力最大化和疲勞壽命最大化問(wèn)題，分別提出了尋求其區(qū)間最優(yōu)解的兩步抽樣算法，為實(shí)際工程設(shè)計(jì)提供了靈活的設(shè)計(jì)方案。
　　 4、分

4、別基于比較區(qū)間序的一種滿意度理論和一種可能度理論，提出了求解多態(tài)不確定非線性優(yōu)化問(wèn)題的兩種交互式抽樣算法，案例研究表明這兩種算法能夠有效地得到穩(wěn)健的V帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)優(yōu)化方案。
　　 5、針對(duì)一類載荷系數(shù)確定的直齒圓柱齒輪傳動(dòng)的體積優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題，提出了三種全局優(yōu)化方法。第一種方法通過(guò)變量變換，將原非線性模型轉(zhuǎn)換成了含混合變量的線性規(guī)劃問(wèn)題。再通過(guò)設(shè)計(jì)該類規(guī)劃的全局優(yōu)化方法，使得原問(wèn)題在連續(xù)變量空間和混合變量空間中均能求出所有全局最優(yōu)解