基于遗传算法的摆线针轮减速器模糊稳健设计

摘要

稳健设计是使所设计的产品(或工艺)无论在制造和使用中当结构参数发生变差,或是在规定寿命内结构发生老化和变质(在一定范围内)时都能保持产品性能稳定的一种工程设计方法。田口稳健设计在国内又称为三次设计,它是以正交表为基本工具,用误差因素模拟各种干扰,以信噪比作为衡量产品质量稳定性的指标,并尝试用廉价的零部件组装质量上乘、成本低廉、性能稳定可靠的产品。模糊稳健设计是稳健设计和模糊优化设计的有机结合。
　　本文首先对遗传算法、模糊稳健设计、摆线针轮减速器的基本理论进行了全面地介绍,然后根据要求建立了摆线针轮减速器的多目标模糊优化数学模型,运用MATLAB中遗传算法相关函数对模型进行求解,利用参数设计对优化结果作进一步处理,根据实际情况合理地选择可控因素和误差因素的个数及其水平数,建立内表和外表,计算内表中不同实验方案下各个目标函数的信噪比(SN比),最后采用模糊综合评判法对计算出的信噪比进行模糊综合评判,从而得出可控因素的最佳参数组合。
　　最后,把通过模糊稳健设计的摆线针轮减速器的优化结果和传统设计结果、一般优化设计结果进行比较,可以看出,模糊稳健设计优化结果比传统设计结果、一般优化设计结果更佳,并且具有稳健性,所以,模糊稳健设计方法具有现实意义,可以进一步推广使用。

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第一章 绪论

1.1 课题研究目的和意义

1.2 稳健设计研究的现状与发展趋势

1.3 模糊稳健设计的理论研究和工程应用展望

1.4 国内外摆线针轮行星减速器的研究概况及发展趋势

1.5 本论文研究内容、特色和创新点

第二章 遗传算法的理论基础

2.1 遗传算法的基本思想、特点及步骤

2.2 编码方法

2.3 遗传算法的基本操作

2.4 适应度函数的选择

2.5 运行参数的设定和约束条件的处理

2.6 MATLAB遗传算法工具箱中的遗传优化算法函数

第三章 模糊稳健设计的理论基础

3.1 Taguchi稳健设计理论

3.2 模糊数学基本理论

3.3 模糊综合评判

3.4 总结

第四章 摆线针轮行星传动的基本理论

4.1 摆线针轮行星传动结构及特点

4.2 摆线针轮行星传动的啮合原理

4.3 摆线针轮行星传动的强度计算

4.4 摆线针轮行星传动的效率计算

第五章 摆线针轮减速器多目标模糊稳健设计

5.1 多目标模糊优化模型

5.2 摆线针轮减速器的系统设计

5.3 摆线针轮减速器的参数设计

5.4 结果分析

第六章 总结和展望

参考文献

附录

致谢