基于多目標(biāo)粒子群算法的高速背板連接器接觸件優(yōu)化設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、近年來由于航天技術(shù)、大數(shù)據(jù)通訊以及超級計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域的快速發(fā)展，對數(shù)據(jù)傳輸速度的要求越來越高，高速背板連接器的使用率也越來越高。影響電連接器失效的主要因素為接觸失效，因此需要對其接觸件的可靠性展開分析研究來提高其可靠性?，F(xiàn)階段國內(nèi)對高速背板連接器的設(shè)計(jì)處于起始階段，其結(jié)構(gòu)還有待優(yōu)化改進(jìn)，本文通過改進(jìn)多目標(biāo)粒子群算法（Improved multi-objective particle swarm optimization，IMOPSO）對某

2、型號高速背板連接器接觸件結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　在該算法中使用了一種新的速度更新公式提高其搜索能力，同時(shí)對粒子的速度進(jìn)行限制，并且使用比例刪除策略對超出外部檔案的非支配解進(jìn)行刪減以改善結(jié)果分布的多樣性。在新的速度更新公式中采用了一種余弦遞減的動態(tài)慣性權(quán)重。通過測試函數(shù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明本文改進(jìn)的算法在非支配解的世代距離以及多樣性指標(biāo)上都要優(yōu)于對比算法MOPSO-CD和MATLAB工具箱中的gamultiobj函數(shù)，說明了本文改進(jìn)算法的

3、有效性。
　　為了對接觸件結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，首先需要對其結(jié)構(gòu)與插入力和接觸電阻的關(guān)系進(jìn)行分析。通過接觸力學(xué)相關(guān)理論，建立了該接觸件公頭插入力的理論模型，在該模型中插入力與插入距離和結(jié)構(gòu)尺寸相關(guān)，并通過插拔力實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了該理論模型的準(zhǔn)確性，同時(shí)根據(jù)電接觸理論分析接觸件公頭與母頭之間的接觸電阻與接觸件結(jié)構(gòu)尺寸的關(guān)系。該連接器原始設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的公頭最大插入力為0.358N，接觸電阻為0.991mΩ，本文使用IMOPSO算法對這兩個(gè)指標(biāo)進(jìn)行改

4、善。
　　電連接器的設(shè)計(jì)原則要求其最大插入力與接觸電阻要盡量小，以此為目標(biāo)函數(shù)并選擇相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)為決策變量建立優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用IMOPSO算法對其進(jìn)行優(yōu)化求解，得到一組最優(yōu)解即最優(yōu)結(jié)構(gòu)尺寸。最后使用有偏好的決策策略（偏向于接觸電阻）對所求非支配解進(jìn)行選擇，選出了一個(gè)最優(yōu)結(jié)構(gòu)尺寸。該最優(yōu)結(jié)構(gòu)的公頭最大插入力0.337N，接觸電阻為0.935mΩ，均比原始設(shè)計(jì)值小。因此本文的優(yōu)化設(shè)計(jì)改善了高速背板連接器接觸件的最大插入力與接觸電阻，