基于改进NSGA-Ⅱ算法的拖拉机传动系统匹配优化

为实现拖拉机动力传动系统的最优化匹配，提高整机动力性和燃油经济性，提出一种基于改进非支配排序遗传算法（Non dominated sorting genetic algorithm Ⅱ，NSGA-Ⅱ）的拖拉机传动系统匹配优化方法。该方法引入正态分布交叉算子，在保证解集质量的基础上，扩大空间搜索范围，同时加入差分进化变异算子，抽取其中的差分向量与NSGA-Ⅱ算法结合，从而避免算法陷入局部最优，改善种群分布性。随后，以变速箱各挡传动比为输入变量，以驱动功率损失率和比燃油消耗损失率均最低为优化目标，通过分析拖拉机设计理论车速、传动比公比、驱动附着力限制等约束条件，建立了变速箱传动比匹配优化模型，利用改进算法对拖拉机变速箱传动比进行优化，并与原NSGA-Ⅱ算法及加权遗传算法进行对比。分析结果表明，改进NSGA-Ⅱ算法求得的解集分布评价指标SP优于原NSGA-Ⅱ算法，表明Pareto最优解分布更均匀，且更接近测试函数的真实Pareto前沿。经本文算法优化后，理论上拖拉机驱动功率损失率和比燃油消耗损失率分别降低了41.62%和62.8%，运输挡头挡爬坡度可提高2.35%，整机综合性能得到明显改善，且优化效果均优于对比算法，验证了本文方法的有效性，可为拖拉机传动系统设计与优化提供一定参考。