改进元胞多目标遗传算法在机床主轴优化中应用.pdf

第9期 组 合 机 床 与 自动 化 加 工 技 术 NO．9 2014年9月 ModularM achineTool AutomaticM anufacturingTechnique Sept．2014 文章编号：1001—2265(2014)09—0021—04 DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2014．09．006 改进元胞多 目标遗传算法在机床主轴优化中的应用 张 屹，万兴余，郑小东，余竹玛 (三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室，湖北 宜昌 443002) 摘要：针对 目前采用多 目标元胞遗传算法解决具有整数决策变量和实数决策变量问题时，容易出现 因参数设置的盲 目性而导致求解失效或效果较差的问题，以机床主轴优化设计问题为研究对象，建 立了以总体积最小和挠度最小为设计 目标的多 目标优化设计数学模型。在采用多 目标元胞遗传算 法(MOCel1)对 问题模型进行求解时，结合 问题特点对个体编码和变异算子进行 了重新设计，同时阐 明了通过正交试验优化遗传参数配置的思想。通过实验仿真，所得 Pareto前端分布均匀、覆盖范围 较为宽广，说明修改后的算法求解此类问题行之有效。 关键词：正交试验 ；多 目标；优化设计；元胞遗传算法；机床主轴 中图分类号：TH122；TG65 文献标识码 ：A M achineToolSpindleOptimizationDesignBasedonanImproved CellularMulti-objectiveGeneticAlgorithm ZHANG Yi，WAN Xing—yu，ZHENG Xiao—dong，YU Zhu—ma (HubeiKeyLaboratoryofHydroelectricMachineryDesign＆Maintenance，ChinaThreeGorgesUniversity， YichangHubei443002，China) Abstract：Whensolvingtheproblemsthathaveintegerdecisionvariablesandfloatdecisionvariableswith multi—objectivecellulargeneticalgorithm，itissometimesfailedorgetspoorresultsduetobadparameter settings．Takingthemachinespindleoptimizationdesignashtestudyobject，amulti—objectiveoptimization designmodelisestablishedwiht theobjectivestogetminimalvolumeandminimaldeflection．Whenthe multi—objectivecellulargeneticalgorihtm(MOCel1)isapplied，theindividualcodeandthecrossoveropera- torraeremodifiedconsideringthecharacteristicsofthesolvedproblem ，andatthesametime，theideaofthe orthogonalexperimentisintroducedintohtealgorithm ．Throughhtesimulation，aParetorfontisobtained， whichdistributesevenlyandspreadswidely．Theresultindicatesthatthemodifiedalgorithm workswellwiht thiskindofproblems． Keywords：orthogonalexperiment；multi—objective；optimizationdesign；cellulrageneticalgorithm；ma— c