[發(fā)明專利]一種基于改進(jìn)的粒子群算法的車輪型面多目標(biāo)優(yōu)化方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811010496.5
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN109408854A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章清;胡雪冰;付寧;朱佳偉;邢宗義
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 薛云燕

1.一種基于改進(jìn)的粒子群算法的車輪型面多目標(biāo)優(yōu)化方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，建立基于NURBS理論的車輪型面多目標(biāo)優(yōu)化模型；

步驟2，選擇磨耗指數(shù)、脫軌系數(shù)、橫向平穩(wěn)性指標(biāo)和臨界速度，作為優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)；

步驟3，以滿足輪軌橫向力、輪軸橫向力以及輪重減載率為動(dòng)力學(xué)約束條件，以優(yōu)化型面曲線的凹凸性及連續(xù)性、平滑性為幾何約束條件，建立多目標(biāo)優(yōu)化模型；

步驟4，利用改進(jìn)的粒子群算法對多目標(biāo)優(yōu)化模型進(jìn)行迭代求解，最終獲得優(yōu)化的低磨耗車輪型面。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改進(jìn)的粒子群算法的車輪型面多目標(biāo)優(yōu)化方法，其特征在于，步驟1所述的建立基于NURBS理論的車輪型面多目標(biāo)優(yōu)化模型，具體如下：

通過用二次NURBS曲線構(gòu)造LM車輪型面外形，選取車輪和鋼軌的正常磨耗部分作為車輪型面優(yōu)化區(qū)域，將車輪型面外形中的圓弧段中的控制點(diǎn)坐標(biāo)以及相對應(yīng)的權(quán)因子作為設(shè)計(jì)變量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改進(jìn)的粒子群算法的車輪型面多目標(biāo)優(yōu)化方法，其特征在于，步驟2所述的選擇輪軌磨耗指數(shù)、脫軌系數(shù)、橫向平穩(wěn)性指標(biāo)和臨界速度，作為優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，具體如下：

(2.1)磨耗指數(shù)相關(guān)的目標(biāo)函數(shù)f₁：

式中：為t時(shí)刻列車導(dǎo)向輪對左輪和鋼軌的磨耗指數(shù)，為t時(shí)刻列車導(dǎo)向輪對右輪和鋼軌的磨耗指數(shù)，S為在[t₀,t₁]時(shí)間段內(nèi)的列車運(yùn)行的距離；

(2.2)脫軌系數(shù)相關(guān)的目標(biāo)函數(shù)f₂：

式中：fir(·,l_fir,u_fir)為帶通濾波器，l_fir、u_fir分別為帶通濾波器的截?cái)嗟皖l率和截?cái)喔哳l率，Q_L(t)、Q_R(t)分別為導(dǎo)向輪對左右車輪作用在鋼軌的橫向力，P_L(t)、P_R(t)分別為導(dǎo)向輪對左右車輪作用在鋼軌的垂向力；

(2.3)車輛直線運(yùn)行橫向平穩(wěn)性相關(guān)的目標(biāo)函數(shù)f₃：

f₃＝SP_l (3)

式中：SP_l為車輛直線運(yùn)行橫向Sperling平穩(wěn)性指標(biāo)；

(2.4)車輛蛇行失穩(wěn)臨界速度相關(guān)的目標(biāo)函數(shù)f₄：

f₄＝V_cr (4)

式中：Vcr為車輛運(yùn)行蛇行失穩(wěn)臨界速度。