1.一种减速器设计协同优化方法,将减速器的设计问题分解为一个系统级和两个学科级问题,系统级为减速器体积最小的优化问题,齿轮和轴的约束分别形成两个子学科优化问题,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:初始化减速器的设计参数,该参数包括设计变量的初始点Z0、学科级目标函数的控制系数D、系统级目标函数的权重系数d和控制系数K,将初始点Z0作为系统级的优化结果;
步骤2:系统级的优化结果传递给学科级,在学科级目标函数中加入系统级目标函数,满足自身约束条件下进行学科级优化求解;
步骤3:将学科级优化结果传递给系统级进行优化,在系统级的约束条件中加入松弛因子ε,增大寻优范围;
步骤4:更改系统级目标函数权重系数d和控制系数K,对减速器协同优化算法的优化结果判断是否收敛,若是,则输出全局最优解的位置,作为优化问题的解;若否,则返回步骤2,继续进行迭代;
其中系统级目标函数权重系数d和控制系数K的更改如下:
式中, 表示第n次迭代系统级的优化结果, 表示第n+1次迭代系统级的优化结果,表示系统级前后两次优化设计点的距离;
式中,d表示系统级目标函数权重系数。
2.根据权利要求1所述的一种减速器设计协同优化方法,其特征在于:所述步骤2中学科级优化中加入系统级目标函数如下:式中,Ji(xi)表示第i个学科级的目标函数,xi表示第i个学科级的设计变量点,D表示学科级目标函数的控制系数,d和K分别表示系统级目标函数的权重系数和控制系数,s表示该学科级设计变量的个数,xij表示第i个学科级的第j个设计变量, 表示系统级分配给学科级的第j个设计变量的期望值,F(xi)表示系统级的目标函数。
3.根据权利要求1所述的一种减速器设计协同优化方法,其特征在于:所述步骤3中在系统级的约束条件中加入松弛因子ε具体如下:式中, 表示第i个系统级的约束条件,si表示系统级设计变量的个数,zj表示第j个系统级变量, 表示第i个学科级优化结果传递给系统级的第j个设计变量,ε表示松弛因子由学科间不一致信息来确定;
2
ε=(λ×Δ)
式中,λ表示常数取值范围0.5≤λ≤1,Δ代表了学科级之间的不一致性;
式中,||*||表示2范数, 表示任意两个学科级之间的2范数,max表示取最大值。