徐胜利1，夏梦雷2
（1.南京航空航天大学江苏南京210016；2.河海大学江苏南京211100）
摘要：在轮胎花纹设计过程中以节距为单元，合理的设计出节距比例和节距排列，以达到降噪的目的。本文以自适应遗传算法为基础将节距作为基因进行编码优化排序，采用自适应余弦函数进行交叉和变异操作，并在交叉操作结合多亲遗传算法的特点增加样本的多样性，对同一代中的样本进行适应度的排序，选择适应度高的进入下一代。实验结果表明改进的自适应遗传算法能很好的收敛于全局最优解，降噪效果明显给轮胎花纹降噪设计提供一种可行的方法思路。
关键词：节距排列；自适应；遗传算法；交叉概率；变异概率；适应度；降噪中图分类号：TP302
文献标识码：A
文章编号：1674－6236（2013）01-0037-04
Application of pitches arrangement noise -reduction based on the improved self -adaptive genetic algorithm
XU Sheng -li 1，XIA Meng -lei 2
（1.Nanjing University of Aeronautics &Astronautics ，Nanjing 210016，China ；
2.Hohai University ，Nanjing 211100，China ）
Abstract:In order to achieve the purpose of reducing noise ，pitch has been treated as unit to design optimized pitch proportion and sequence.In this paper ，the pitches are coded as genes to sequence based on the self -adaptive genetic algorithm ，using self -adaptive cosine function to do crossed and variant operations and the characteristics of multi parents genetic algorithm are used in the crossed operation which increases the diversity of samples.Order the fitness of the samples in the same generation and select the high fitness samples into next generation.The experimental results show that the improved self -adaptive genetic algorithm can be very good convergence to the global optimum solution ，noise -reduction effect is obvious and provides a feasible method to the tread patterns noise -reduction design.
Key words:pitches arrangement ；self -adaptive ；genetic algorithm ；crossover probability ；mutation probability ；fitness ；
noise -reduction
收稿日期：2012-09-11
稿件编号：201209071
作者简介：徐胜利（1988—），男，江苏宿迁人，硕士研究生。研究方向：控制工程。
轮胎噪声主要包括花纹块撞击地面产生的噪声，花纹槽间由于挤压产生的气泵噪声，轮胎振动噪声，轮胎滚动时对空气产生的切割噪声，轮胎与路面的摩擦振动噪声等，轮胎噪声的大小与轮胎结构，车速、路面结构与温度有关[1]。所谓的节距就是理想状态下纵向轮胎花纹块与相邻花纹槽组成的一个单元，在轮胎设计中一般有3至5个节距单元。为了使得轮胎噪声降低在轮胎节距设计过程中应该遵循以下原则：花纹节距之比最好不要取整数比，应该取不接近整数的无理数之比；节距单元个数取素数为好；节距比受工艺要求一般是小于7的[2]。节距的优化主要包括节距比例优化和节距排序优化，现有的对轮胎节距优化主要是在遗传算法的基础上进行改进产生了模糊遗传算法、自适应遗传算法、免疫遗传算法及多种遗传算法的组合。
文中的思路是在节距满足上述设计原则的条件下，着重研究改进后的自适应遗传算法在轮胎节距排序优化降噪中的运用。文章对自适应遗传算法的改进如下：由于节距排列的特殊性，本文中的交叉和变异操作吸收多亲遗传算法多样性的优点，进行单个个体的分段进行3段间交叉和变异操作，并且采用自适应的交叉、变异概率函数对交叉和变异的概率进行自适应调节，即增加了多样性又增强了遗传算法
的全局收敛性，并且在各代中的交叉和变异操作后都进行适应度的计算，优先预保留适应度最高的个体，进入下步操作。最后对生成的各个样本进行总体的适应度排序，操作完成后取适应度最高的几个样本进入下一代。
1
轮胎花纹噪声的数学模型
1.1
轮胎花纹噪声时域模型
为了凸显节距排列对噪声大小的影响本文忽略轮胎花
降噪轮胎纹槽所产生的噪声，直接用节距产生的噪声表示花纹块撞击地面产生的噪声，用表示花纹块撞击地面所产生的声压值：
P 1（t ）=C 1A 1sin （ω1t +θ）（1）
电子设计工程
Electronic Design Engineering
第21卷
Vol.21
第1期No.12013年1月Jan.2013
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