外文翻译-无级变速链的优化

附录： 英文翻译 无级变速链 的 优化 介绍 相对于传统的手动或自动变速箱的普通齿轮，无级变速传动是一个行之有效的替代品。他们可以在发动机最有效操作的范围内工作，在此范围内能够同时提高性能和燃油经济性。 如图 1 所示，无级变速链的传动基本上由链条本身和两对锥盘完成，分别具有一个固定的和可移动的滑轮轴。滑轮由链耦合，而链是由链接在板块上的铰链组成的。锥盘和铰链末端的摩擦力转化为动力。液压执行器向可移动的滑轮施加力。因此，在滑轮链的齿轮传动比半径可以调整和持续改变。 如今无级变速器必须满足与普通齿轮高要求的竞争，因此无级变速器的某些动态性能的改善是巨大的。一个重要的方面是它可以通过减少轴承在滑轮处的振幅进而在给定频域取得更小的齿轮噪音。另一个目标是尽量减少链环节中的最大拉伸力，增加链条寿命。另外，齿轮需要有更高的效率。链条的这些改进是由最佳参数的计算实现的，例如长度和链接的刚性，或摇臂脚关节的几何形状。 用于数值模拟的齿轮模型在第 4 章中进行了描述。对下一步的优化问题进行了表述和分析，以找到一个合适的解决方法。第 6部分涵盖了优化过 程与实际执行情况的说明。最后，通过对尽量减少无级变速器启动噪声问题的解决，讨论了所引进的优化环境的高度潜能。 一个涵盖所有无级变速器相关效果的精密的动力齿轮是最优化齿轮的基础。 图 2所示。它包含三个基本组件，滑轮组，链，和描述链和滑轮之间的连接的连接模型。每个滑轮设置有两个自由度：一个围绕滑轮轴转动的自由度，和一个滑轮移动的转换自由度。在这里，滑轮被认为是刚性的，模型的建立需要考虑弹性变形。驱动滑轮 时，外部扭矩 。 传动比是通过力 和作用于移动滑轮来调整的。 在这项工作中，链的平面模型就足够了。为了考虑引起多角度 激振 的离散结构链条，每个单独的链接都注意到了。每个链接由一个无质量弹簧阻尼单元组成，代表连结板和连接两个相邻关节（刚度 c，阻尼系数 d）。一个质量为 该摇杆引脚对质量以及对相邻板块上下半场各环节的质量组成。 该仿真模型的最后部分指摇臂之间的针脚和滑轮的两端摩擦接触。忽视其自己的动力，对摇杆引脚对可以建模为一个单一的，无质量弹簧作用完全垂直的模型飞机。图 3显示了螺栓模型和力量 的接触面作用。 为了推导接触力，对螺栓弹簧力 这取决于长度 及 齿轮的表面距离 s（如图 4）： 这些力的静态平衡垂直于 模型飞机 ， 提供了一个正常的力条件方程。 考虑到公式（ 1）取决于链条链接和径向摩擦力 要确定作为正常的力函数的剩余摩擦力，一库仑的摩擦法连续近似（图 4）用于其中， 为在接触的相对速度矢量 ： 在文献 1和 2中可以找到模型的具体解说。 为进一步优化讨论的一个重要任务是对运动所产生的方程和数值模拟的属性。如上所述，该模型包 括与打开和关闭在模拟过程中 摩擦力 的接触。 此外，微分方程是刚性的因为代表的弹簧板连接刚度。公式（ 4）的间断式和刚度都造成高度的仿真倍数。 制定和优化问题分析 在本节中的数学优化问题是指定的 ，即当出现一个无级变速器进行优化时 。 在此基础上制定的数学算法的优化选择，这 能够有效地解决问题。 一个目标功能 一个目标函数必须在给定优化参数 量化的优化目标。 完整的解决方案的初始值问题，这是在动力系统（ 4）基础的一套， 需要 f 的每一个评估。该数据被计算在一个等距网格，至于目标函数评价中使用的一些程序 需要它，例如快速傅立叶变换。为了提供更灵活地选择最优化的目标，任意复杂的目标函数 如最小，最大，最小 平均数 甚至 速傅立叶变换） 的操作 均可使用，以及它们的组合。我们的目标是 通过 找到最优参数 p 调整为 每个组件的上限和下限 而 尽量减少 这导致了约束的优化问题 当寻找一个方便的优化算法，实际的问题必须根据以下两个方面考虑分析：首先是目标函数的性质，其次在参数空间的限制。就手头上的问题，约束是简单的约束限制，这可以用梯度投影方法处理， 见文献 3。 事实上，困难在于目标函数。作为模拟耗时要为每个评估执行，所需的方法，必须依靠尽可能少的功能评价研究。因此，遗传算法是毫无疑问的。前调查表明，即使最优化问题有关，而简单的机械系统可以导致非光滑，有很多局部极小 的 目标函数，并可能取决于优化参数。 一个机械问题可能的优化表面可能形如图 5之一 。 这种最坏的情况已经可以预料的。另一个问题是来自一个事实，一个相当大的仿真模型在综合目标函数 保留 的输出。 如前所述模拟任意的数据处理方法都必须接受。对于这样一个问题的优化算法 是一个 隐式过滤与绑定 约束问题的方法实现。 隐式过滤的基本思想是利用近似的梯度递增的序列差异， 当 迭代的收益减少 时 具有相当大的价值，而不是一开始非常小的增量。 这提供了不卡在第一个最低位置，但当增量减少时，能够达到最低位置的机会。在文献 3中对隐式过滤进行了详细的介绍。 这个实现的一个重要特征就是，由中央差异梯度近似 平行 的手段为整个优化过程的计算时间显着减少。 优化过程 在本节中的无级变速器和优化算法的仿真模型相结合，构成了无级变速器所需的优化工具。 对 其实际执行方面进行讨论。首先，一些额外的组件和功能都必须提供。对于一个 复杂的优化目标更 顺利 的实施，目标是开发函数库。它包含几个目标函数的原型（ 表 1），可直接使用或混合使用，以评估目标函数。 一流的目标函数计算目标函数值 f（ p） 直接从仿真结果，从而维护之间的模拟和优化算法接口。模拟程序的一个扩展是必要的，即该参数 p，其中叙述了经过优化的 属性 ，可以从外部变化的模拟。进一步的功能返回所需的值，例如在某些力的组成部分，必须建立。 数值模拟 无级变速的结合，优化算法和 目标函数库是 优化无级变速器的有力工具。图 6说明了该工具的组件的交互。主进程是优化算法。 每当评价 必要 时 它 就 调用无级变速器模 拟并传递函数参数 p。用这个参数 设置一个完全仿真的 行 操作 。优化器所要求的目标函数值，是使用目标函数库从模拟结果 中 计算 的 。这个过程，直到迭代优化算法终止和最佳参数集被 发现。 优化结果 该无级变速器推出优化工具的巨大潜力，表现出解决问题的一个例子。噪音是一个 尽可能小。产生的噪音主要是由多边形效应，发生这家连锁店是进入滑轮，由于链的离散结构。减少这些效果与不同长度的做法或链的联系与优化摇杆链脚关节的几何形状。这里有一个同样长度的所有链接链进行了研究。一个最佳的链路长度，因此应计 算的参数向量 是 齿轮的声学性能是根据滑轮轴承 其目的是减少在频域的力峰，指的是多边形的频率和它的倍数。选择下面的目标函数 是指在平面上是垂直于轴滑轮滑轮的支持力的两个组成部分。 s）是用来作为缩写的变量 s 的快速傅里叶变换 。 中以上的 力 组成的幅度应尽量减少约束。目标函数 括两个步骤：首先，整个无级变速传动仿真 用 其中大部分的 间得到的力 ，第二，在方程式（ 9） 中自动进行 目标函数 分 类的 对于所提出的优化的出发点是与链 路长度为 9:85毫米的 这篇文章 中传动比 i= 1:0， 滑轮 A 的 角速度 = 104:7 s， 外部扭矩 150 用这个介绍的优化工具，目标函数降低到了 50%。 图 7显示了链长度 明显，开始成形浓度的优化准则的最优 度不够 。 相对于以上图 8中提及的 初 始浓度 ， 链 长度的最优模拟结果为 9:93毫米 。 每 个 支持力的两个主要组成部分的振幅峰可减少到其中的一个的三分之一。 通过改变 显着改善齿轮的声学性能 。 结论 优化无级变速器的工具已经推出。它包括了