DOI: https://doi.org/10.20998/2079-0775.2019.1.01

ВИКОРИСТАННЯ ПСЕВДОВИПАДКОВИХ ПОСЛІДОВНОСТЕЙ В ЕВОЛЮЦІЙНИХ АЛГОРИТМАХ ПРИ РАЦІОНАЛЬНОМУ ПРОЕКТУВАННІ ЗУБЧАСТИХ ЦИЛІНДРИЧНИХ РЕДУКТОРІВ ТА КОРОБОК ПЕРЕДАЧ

Oleksii Bondarenko, Оleksandr Ustinenko

Анотація


Стаття присвячена використанню псевдовипадкових послідовностей в еволюційних алгоритмах (ЕА) при раціональному проектуванні зубчастих циліндричних редукторів та коробок передач. Розглянуто основні теоретичні викладки рівномірно розподілених послідовностей та ЛПτ-послідовностей, які дають змогу оцінити можливості цих послідовностей та проаналізувати перспективи застосування при реалізації еволюційних алгоритмів. Розглянуто основні теоретичні викладки, що стосуються ЕА. Описано алгоритмічну схему класичного ЕА, яка наочно ілюструє його роботу та функціонування. Це дало змогу критично оцінити можливі етапи, на яких актуально використовувати ЛПτ-послідовності як псевдовипадковий фактор. Запропоновано віддати на розсуд псевдовипадковості наступні етапи: генерацію початкової популяції, підбір батьківських пар, схрещування та мутацію. Розглянуто «внутрішні» можливості ЛПτ-послідовністі, а саме – можливість використання таблиці чисельників для реалізації можливості отримання у різних експериментах для однієї задачі пробних точок з відмінними координатами. Це дає змогу більш щільно дослідити простір параметрів проектування та поліпшити етап генерації початкової популяції, досягти її урізноманітнення та збільшення у декілька разів, що дає змогу знайти кінцевий результат швидше та якісніше. Розглянуто особливості використання ЛПτ-послідовності при схрещуванні. Рекомендовано для кожної обраної батьківської пари за ЛПτ-послідовністю обирати один з описаних методів схрещування. Це дає змогу наблизити процес формування нащадків до реального еволюційного процесу, коли процес носить випадковий характер. Розглянуто особливості та наочно проілюстровано використання ЛПτ-послідовностей при реалізації рекомендованих генетичних операторів схрещування для батьківських пар. Розглянуто особливості та наочно проілюстровано використання ЛПτ-послідовностей при реалізації рекомендованого генетичного оператора мутації. Таким чином, створено теоретичну базу для подальшої апробації та реалізації випадкового фактору в еволюційних алгоритмах.


Ключові слова


проектування; редуктор; коробка передач; раціональні параметри; еволюційний алгоритм; ЛПτ-послідовність

Повний текст:

PDF

Посилання


Bondarenko O.V., Ustinenko O.V. Optimіzacії spіvvіsnih stupіnchastih privodіv mashin po masogabaritnimi harakteristikami na prikladі trival'nih korobok. Vіsnik Nacіonal'nogo Polіtehnіchnogo ІnstitutuKharkіvs'kij Polіtehnіchnij Іnstitut” : zbіrnik naukovih prac' : tematichnij vipuskProblemi mehanіchnogo privodu. Kharkiv : NTU ” KhPI”, 2012, no. 22, рр. 16–27.

Sobol' I.M., Statnikov R.B. Vybor optimal'nyh parametrov v zadachah so mnogimi kriterijami. Moscow: Nauka, 1981. 107 p.

Bondarenko O.V., Ustinenko O.V., Serіkov V.I. Racіonal'ne proektuvannja zubchastih cilіndrichnih dvostupіnchastih reduktorіv z urahuvannjam rіvnja napruzhenostі zacheplen'. Vіsnik Nacіonal'nogo Polіtehnіchnogo Іnstitutu ”Kharkіvs'kij Polіtehnіchnij Іnstitut” : zbіrnik naukovih prac' : tematichnij vipusk “Problemi mehanіchnogo privodu”. Kharkiv : NTU ”KhPI”, 2015, no. 15, рр. 23–27.

Bondarenko O.V. Cumіshhennja metodіv LPτ-poshuku ta zvuzhennja okolіv pri optimіzacії trival'nih korobok peredach. Mehanіka ta mashinobuduvannja. Kharkiv : NTU ” KhPI”, 2010, no. 1, рр. 78–84.

Bondarenko O.V., Ustinenko O.V., Serіkov V.I. Racional`ne proektuvannya zubchasty`x cy`lindry`chny`x dvostupinchasty`x reduktoriv z uraxuvannyam rivnya napruzhenosti zacheplen`. Vіsnik Nacіonal'nogo Polіtehnіchnogo ІnstitutuKharkіvs'kij Polіtehnіchnij Іnstitut” : zbіrnik naukovih prac' : tematichnij vipusk “Mashy`noznavstvo ta SAPR ”. Kharkiv : NTU ” KhPI”, 2019, no. 7(1332), рр. 23–29.

John H. Hollan. Adaptation in Natural and Artificial Systems. Ann Arbor : University of Michigan Press, 1975. P. 183.

Panchenko T.V. Geneticheskie algoritmy. Astrahan: Astrahanskij universitet, 2007. 87 р.

Lance Chambers The Practical Handbook of GENETIC ALGORITHMS / Lance Chambers. CRC Press, Inc, 1998. 592 р.

Goldber, David E. Genetic algorithms in search, optimization, and machine learning. Addison-Wesley Publishing Company, Inc, 1989. 414 р.

Eremeev A.V. Geneticheskie algoritmy i optimizaciya: Uchebnoe posobie. – Omsk: Izdatel'stvo Omskogo gosudarstvennogo universiteta, 2008. 36 р.

Koza J.R. Genetic Programming. Cambridge: The MIT Press, 1998. 609 р.

Mitchell M. An Introduction to Genetic Algorithms. Cambridge: MIT Press, 1999. 158 р.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


1.   Бондаренко О.В.,  Устиненко О.В. Оптимізації співвісних ступінчастих приводів машин по масогабаритними характеристиками на прикладі тривальних коробок. Вісник Національного Політехнічного Інституту ”Харківський Політехнічний Інститут” : збірник наукових праць : тематичний випуск “Проблеми механічного приводу”. Харків: НТУ ”ХПІ”, 2012. №22.  С. 16–27.

2.   Соболь И.М., Статников Р.Б. Выбор оптимальных параметров в задачах со многими критериями. Москва: Наука, 1981. 107 с.

3.   Бондаренко О.В.,  Устиненко О.В.,  Сєріков В.І. Раціональне проектування зубчастих циліндричних двоступінчастих редукторів з урахуванням рівня напруженості зачеплень. Вісник Національного Політехнічного Інституту ”Харківський Політехнічний Інститут” : збірник наукових праць : тематичний випуск “Проблеми механічного приводу”.  Харків: НТУ ”ХПІ”, 2015. №15.  С. 23–27.

4.   Бондаренко О.В. Cуміщення методів ЛПτ-пошуку та звуження околів при оптимізації тривальних коробок передач. Механіка та машинобудування. Харків: НТУ ”ХПІ”, 2010. №1.  С. 78–84.

5.   Бондаренко О.В.,  Устиненко О.В.,  Сєріков В.І. Раціональне проектування зубчастих циліндричних двоступінчастих редукторів з урахуванням рівня напруженості зачеплень. Вісник Національного Політехнічного Інституту ”Харківський Політехнічний Інститут” : збірник наукових праць : тематичний випуск “Машинознавство та САПР”. Харків: НТУ ”ХПІ”, 2019. № 7(1332).  С. 23–29.

6.   John H. Hollan. Adaptation in Natural and Artificial Systems. Ann Arbor : University of Michigan Press, 1975.  183 p.

7.   Панченко Т.В. Генетические алгоритмы. Астрахань: Астраханский университет, 2007. 87 с.

8.   Lance Chambers The Practical Handbook of GENETIC ALGORITHMS. CRC Press, Inc, 1998.  592 p.

9.   Goldber David E. Genetic algorithms in search, optimization, and machine learning. Addison-Wesley Publishing Company, Inc, 1989.  414 p.

10. Еремеев А.В. Генетические алгоритмы и оптимизация: Учебное пособие. – Омск : Издательство Омского государственного университета, 2008.  36с.

11. Koza J.R. Genetic Programming.  Cambridge: The MIT Press, 1998. 609 p.

12. Mitchell M. An Introduction to Genetic Algorithms. – Cambridge: MIT Press, 1999. 158 p.





ISSN 2079-0775. Вісник Національного Технічного Університету «ХПІ».