蜂群算法的改进及在热膨胀系数优化上的应用
2021-06-27片锦香王国辉
机械设计与制造 2021年6期
片锦香,王国辉
(沈阳建筑大学信息与控制工程学院,辽宁 沈阳 110168)
1 引言
2005年Karaboga系统的提出人工蜂群算法,其作为群智能优化算法展现出强大的寻优能力。随着学者的不断研究,人工蜂群算法在数值函数优化、神经网络训练、约束化问题等方面展现出强大的寻优能力,尤其是在给定静态环境下的寻优效果十分明显[1]。但随着优化问题的越来越复杂,人工蜂群算法的一些缺陷也显现的越发明显。例如,易陷入局部最优、搜索后期算法的收敛速度较慢、适应动态环境能力差等[2-8]。因此,对提高种群多样性、避免陷入局部极小值、加快收敛速度进行改进,并引入案例推理技术加强算法的动态寻优能力。实验结果表明,改进的人工蜂群算法在优化精度、迭代次数及动态寻优能力等方面取得了良好效果。
电主轴的热变形[9-10]是影响机床精密加工精度的关键因素。研究表明,热误差是影响数控机床加工精度的主要误差,约占整个误差源的(40~70)%[11]。物体由于温度的变化会出现热胀冷缩的现象,而衡量一种材料或物体的这种现象通常用热膨胀系数来描述。热膨胀系数受多种因素的影响,呈较强的非线性关系,且没有精确的数学模型进行描述,导致热膨胀系数选择多以经验值为准[12]。通过蜂群算法的强大寻优能力,提出一种新的优化策略,通过对热膨胀系数的优化,并提出了改进人工蜂群算法的电主轴热变形模型,对电主轴的热变形进行研究。
2 人工蜂群算法的改进
2.1 现有人工蜂群算法存在问题及改进策略
根据标准蜂群算法的描述,在初始化阶段采用如下(1)公式随机产生初始解;……
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