基于多目標粒子群算法的高速背板連接器接觸件優(yōu)化設(shè)計與研究.pdf

1、近年來由于航天技術(shù)、大數(shù)據(jù)通訊以及超級計算機等領(lǐng)域的快速發(fā)展，對數(shù)據(jù)傳輸速度的要求越來越高，高速背板連接器的使用率也越來越高。影響電連接器失效的主要因素為接觸失效，因此需要對其接觸件的可靠性展開分析研究來提高其可靠性?，F(xiàn)階段國內(nèi)對高速背板連接器的設(shè)計處于起始階段，其結(jié)構(gòu)還有待優(yōu)化改進，本文通過改進多目標粒子群算法（Improved multi-objective particle swarm optimization，IMOPSO）對某

2、型號高速背板連接器接觸件結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計。
　　在該算法中使用了一種新的速度更新公式提高其搜索能力，同時對粒子的速度進行限制，并且使用比例刪除策略對超出外部檔案的非支配解進行刪減以改善結(jié)果分布的多樣性。在新的速度更新公式中采用了一種余弦遞減的動態(tài)慣性權(quán)重。通過測試函數(shù)實驗，結(jié)果表明本文改進的算法在非支配解的世代距離以及多樣性指標上都要優(yōu)于對比算法MOPSO-CD和MATLAB工具箱中的gamultiobj函數(shù)，說明了本文改進算法的

3、有效性。
　　為了對接觸件結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，首先需要對其結(jié)構(gòu)與插入力和接觸電阻的關(guān)系進行分析。通過接觸力學(xué)相關(guān)理論，建立了該接觸件公頭插入力的理論模型，在該模型中插入力與插入距離和結(jié)構(gòu)尺寸相關(guān)，并通過插拔力實驗，驗證了該理論模型的準確性，同時根據(jù)電接觸理論分析接觸件公頭與母頭之間的接觸電阻與接觸件結(jié)構(gòu)尺寸的關(guān)系。該連接器原始設(shè)計結(jié)構(gòu)的公頭最大插入力為0.358N，接觸電阻為0.991mΩ，本文使用IMOPSO算法對這兩個指標進行改

4、善。
　　電連接器的設(shè)計原則要求其最大插入力與接觸電阻要盡量小，以此為目標函數(shù)并選擇相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)為決策變量建立優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，運用IMOPSO算法對其進行優(yōu)化求解，得到一組最優(yōu)解即最優(yōu)結(jié)構(gòu)尺寸。最后使用有偏好的決策策略（偏向于接觸電阻）對所求非支配解進行選擇，選出了一個最優(yōu)結(jié)構(gòu)尺寸。該最優(yōu)結(jié)構(gòu)的公頭最大插入力0.337N，接觸電阻為0.935mΩ，均比原始設(shè)計值小。因此本文的優(yōu)化設(shè)計改善了高速背板連接器接觸件的最大插入力與接觸電阻，