[发明专利]一种结合速度扰动机制混沌蝗虫算法的减速器自重设计方法

权利要求书

1.一种结合速度扰动机制混沌蝗虫算法的减速器自重设计方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤S1：采用混沌策略和速度扰动机制对传统蝗虫算法进行改进；

步骤S2：采用步骤S1改进的蝗虫算法解决减速器自重设计方法；

步骤S1中，采用混沌策略对传统蝗虫算法进行改进具体为：采用Logistic映射混沌初始化种群：

C_n＝μC_n-1(1-C_n-1)

式中，C_n的初始值为0-1的随机数，当参数μ＝4时，能得到一组处于完全混沌的序列；

采用速度扰动机制对传统蝗虫算法进行改进具体为：在传统蝗虫算法中引入一组速度向量和速度更新公式，其中将个体的速度定义为一个d维向量：V_i^d＝(V_i1,V_i2,...V_id)；对速度V_i^d进行随机初始化，第i个个体的速度和位置更新公式为：

式中，w为惯性权重；R为满足0-1之间高斯分布的数值；范围在-0.5到0.5之间；

步骤S2具体包括以下步骤：

步骤S21：将减速器的自重设计问题设为由四个线性约束和七个非线性约束组成；减速器设计问题的数学模型如下：

定义变量为：

目标函数为：

约束条件为：

定义域为：

式中，x₁,x₂,x₃,x₄,x₅,x₆,x₇分别表示减速器中的输出轴中大齿轮的宽度、中间轴的小齿轮宽度、输入轴中的轴承与小齿轮的距离、输入轴的轴间距、输出轴中大齿轮与轴承的距离、输入轴的直径、以及输出轴的直径；

步骤S22：将改进的蝗虫算法应用于上述数学模型的求解中，目的为最小化目标函数，得到最小自重的减速器；

步骤S22具体包括以下步骤：

步骤S221：初始化所有参数，包括种群大小N与迭代次数t；

步骤S222：采用Logistic映射混沌初始化种群；

步骤S223：设置T为最优解；

步骤S224：判断当前迭代次数是否小于最大迭代次数，若是，进入步骤S225，否则进入步骤S228；

步骤S225：检查解的上界和下界，并更新传统蝗虫个体位置更新公式中的自适应系数c；

步骤S226：根据目标函数计算得到适应度值，并判断当前个体i是否小于种群大小N，若是，则进入步骤S227，否则，进入步骤S228；

步骤S227：采用速度扰动机制来定义速度向量，并进行速度更新；同时进行位置更新；

步骤S228：将最优位置代入目标函数算出的解，即最优解输出最优解T。

2.根据权利要求1 所述的一种结合速度扰动机制混沌蝗虫算法的减速器自重设计方法，其特征在于：惯性权重w的取值为0.9。

3.根据权利要求1 所述的一种结合速度扰动机制混沌蝗虫算法的减速器自重设计方法，其特征在于：蝗虫个体的速度V_i^d的范围在-0.5到0.5之间。