[发明专利]一种基于遗传算法的装配公差优化设计方法

摘要

本发明涉及一种基于遗传算法的装配公差优化设计方法，该过程为：确定以装配体的最小加工成本为优化目标，建立装配公差优化的目标函数；确定装配公差的约束条件；将公差类型信息附加到VGC网络，得到装配体的公差网络，选择确定各装配特征的尺寸公差及几何公差的取值范围；采用多参数级联编码的方法进行遗传编码；确定适应度函数；确定选择算子函数；确定遗传算法的运行参数。本发明基于遗传算法的装配公差优化设计方法，遗传算法以其全局搜索能力，较强的鲁棒性和计算的并行性在其中显示出了强大的应用潜力。

主权项

1.一种基于遗传算法的装配公差优化设计方法，其特征在于，该过程为：步骤a，确定以装配体的最小加工成本为优化目标，建立装配公差优化的目标函数；步骤b，确定装配公差的约束条件；步骤c，将公差类型信息附加到VGC网络，得到装配体的公差网络，选择确定各装配特征的尺寸公差及几何公差的取值范围；步骤d，采用多参数级联编码的方法进行遗传编码；将各个尺寸公差和形位公差以二进制编码方法进行编码，然后将这些编码按照一定顺序连接在一起组成表示全部参数的二进制串染色体；根据GB/T1800.3-1998标准公差数值和GB/T1184-1996形位公差数值，确定尺寸和形位公差要求的精度是小数点后4位，公差决策变量T∈[T^L，T^U]应该被分成至少(T^U-T^L)×10⁴个部分，其二进制串位数(用m_j表示)可以用以下公式计算：2mj-1<(TU-TL)×104≤2mj-1]]>则染色体的编码串长度为：L=Σi=1nli]]>其中，L——染色体的编码串长度；l_i——公差变量的编码长度；n——尺寸和形位公差变量的总数；精确到小数点后四位的尺寸和形位公差变量的最大二进制串编码长度为14位。采用等长编码技术，每一个公差变量的编码长度定为14位，则一个具有n个公差参数的染色体长度可以表示为：L=Σi=1nli=14n]]>在进行编码时，每个公差参数可以具有不同的取值范围，采用等长编码技术，则每个参数具有不同的编码精度。设某一公差的取值范围为[T^L，T^U]，用14位二进制编码符号来表示该公差，则可以生成2¹⁴种不同的编码，编码精度(或编码长度)为：δ=TL-TU214-1]]>对于给定的公差变量二进制编码染色体：a11,a21,...,a141,a12,a22,...,a142,...,a1j,a2j,...,a14j,...,a1n,a2n,...,a14n]]>第j个公差变量的二进制串解码函数的形式为：Tj=TjL+(Σm=114amj2m-1)TjU-TjL214-1]]>其中：T_j——染色体中第j个公差变量的取值；——第j个公差变量的取值下限；——第j个公差变量的取值上限；——第j个公差变量的二进制编码串的第m个基因取值；步骤e，确定适应度函数；步骤f，确定选择算子函数；步骤g，确定遗传算法的运行参数。