本发明涉及机械元件设计，尤其涉及一种机械元件参数优化方法、装置及计算机产品。
背景技术：
1、机械元件的设计涉及到复杂的工程问题，需要考虑多个参数之间的相互影响以及各种物理现象的复杂性。对于一些高精度的机械元件，如精密仪器、航空航天部件等，有更高的精度要求。
2、现有技术通过对待优化的机械参数建立优化目标、约束条件，可以利用遗传算法、粒子群优化算法、蚁群算法、沙猫群算法等寻找机械参数的最优解，提高机械元件的性能。但是现有的算法在应用于实际问题时，在初始状态下无法保证初始解的多样性和均匀性，也难以保证收敛速度和精度要求，可能会导致优化陷入局部最优解，难以达到理想的优化目的。因此，亟需一种针对机械元件参数设计的新优化方案。
技术实现思路
1、鉴于此，本发明实施例提供了一种机械元件参数优化方法、装置及计算机产品，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷，解决现有技术针对机械元件参数进行优化时容易陷入局部最优解的问题。
2、本发明的一个方面提供了一种机械元件参数优化方法，该方法包括以下步骤：
3、获取目标机械元件的多个待优化参数，并建立优化目标和约束条件；
4、基于logistics映射建立所述待优化参数的初始解，对所述初始解采用tent映射进行再次处理，作为沙猫群初始位置；
5、按照所述优化目标和所述约束条件，执行预设沙猫群算法，引入余弦函数和柯西扰动构建沙猫的敏感范围，为每只沙猫分别设置权重系数，并根据所述敏感范围和所述权重系数计算各沙猫的灵敏度范围；在搜索阶段，每只沙猫根据当前最优位置、当前自身位置及其对应的权重系数和灵敏度范围更新自身位置；在捕食阶段，在轮盘赌选择函数中引入二分查找策略选择移动方向角度，每只沙猫根据所述当前最优位置、所述当前自身位置、所述灵敏度范围、移动距离和所述移动方向角度更新自身位置；根据每只沙猫对应的权重系数和所述敏感范围计算平衡参数，并基于所述平衡参数所处的范围区间，控制对应沙猫执行所述搜索阶段或所述捕食阶段的位置更新动作；
6、当设定终止条件满足时，输出所述当前最优位置对应的解，作为所述待优化参数的目标值。
7、在一些实施例中，基于logistics映射建立所述待优化参数的初始解，计算式为：
8、；
9、其中，n为所述初始解的序数。
10、在一些实施例中，对所述初始解采用tent映射进行再次处理，计算式为：
11、；
12、其中，k为tent映射参数，表示映射转换后的值，n表示初始解的序数。
13、在一些实施例中，引入余弦函数和柯西扰动构建沙猫的敏感范围，计算式为：
14、；
15、其中，表示所述敏感范围，为沙猫的听觉特性参数，t表示当前迭代次数，t表示最大迭代次数，scale参数的值为0.1，rand为0~1的随机数。
16、在一些实施例中，为每只沙猫分别设置权重系数，并根据所述敏感范围和所述权重系数计算各沙猫的灵敏度范围，计算式为：
17、；
18、其中，r表示所述灵敏度范围，表示沙猫对应的权重系数；
19、在搜索阶段，每只沙猫根据当前最优位置、当前自身位置及其对应的权重系数和灵敏度范围更新自身位置，计算式为：
20、；
21、其中，为搜索阶段沙猫群的所述当前最优位置，为沙猫的所述当前自身位置；表示沙猫更新后的位置；
22、在捕食阶段，每只沙猫根据所述当前最优位置、所述当前自身位置、所述灵敏度范围、移动距离和所述移动方向角度更新自身位置，计算式为：
23、；
24、其中，为捕食阶段沙猫群的所述当前最优位置，表示所述移动距离，表示所述移动方向角度；
25、根据每只沙猫对应的权重系数和所述敏感范围计算平衡参数，计算式为：
26、；
27、其中，r表示平衡参数；
28、基于所述平衡参数所处的范围区间，控制对应沙猫执行所述搜索阶段或所述捕食阶段的位置更新动作，表达式为：
29、。
30、在一些实施例中，所述设定终止条件包括：达到设定最大迭代次数；
31、或，收敛速度达到第一设定值；
32、或，所述当前最优位置对应的适应度符合设定参数标准。
33、在一些实施例中，所述目标机械元件为多盘离合刹车，所述待优化参数包括：内盘半径、外盘半径、圆盘厚度、驱动力和摩擦面数；
34、建立所述优化目标为：
35、；
36、其中，表示所述内盘半径，表示所述外盘半径，表示所述圆盘厚度，表示所述驱动力，表示所述摩擦面数；ρ的值为0.0000078kg/mm3；
37、构建所述约束条件包括：
38、；
39、；其中，摩擦面上的平均接触压力，摩擦面总面积；所述离合器接触表面的线速度；所述离合器接触面的平均半径；
40、；其中，外盘的外径与内盘的内径之差；
41、；其中，离合器最大轴向长度，离合器摩擦片间的总运行间隙，
42、；其中，所述离合器传递的理论最大扭矩，摩擦片间的摩擦系数；最小扭矩需求上的安全系数；所述多盘离合刹车所需最小扭矩；
43、；其中，所述离合器传递的实际扭矩；角速度；所述多盘离合刹车的转动惯量；固定摩擦扭矩；
44、；其中，最大线速度，线速度；
45、；其中，所述多盘离合刹车允许的最大操作时间；
46、旋转速度；
47、所述多盘离合刹车能够承受的最大工作压力mpa；
48、以及，所述内盘半径、所述外盘半径、所述圆盘厚度、所述驱动力和所述摩擦面数符合预设边界范围。
49、在一些实施例中，所述目标机械元件为滚动轴承，所述待优化参数包括：球直径、节距直径、内滚道曲率系数、外滚道曲率系数和球数；
50、建立所述优化目标为：
51、；
52、其中，；
53、；
54、表示所述球直径，表示所述节距直径，表示所述内滚道曲率系数，表示所述外滚道曲率系数，表示所述球数；表示内滚道和外滚道的接触点相对于轴承中心线的角度；为载荷系数；为表征轴承内部几何形状的参数；
55、构建所述约束条件包括：
56、；
57、；kdmin为确保轴承设计满足最小尺寸要求和安全标准的设计参数；
58、；kdmax为确保轴承设计满足最大尺寸要求和安全标准的设计参数；
59、；
60、；
61、；
62、；
63、；
64、；
65、其中，，ri表示内圈的有效半径；，r0表示外圈的有效半径；
66、角度参数；
67、空间约束参数，轴承外圈的直径mm，轴承内圈的直径mm；mm；
68、设置边界条件包括：
69、；
70、；
71、；；；
72、；；
73、轴承的接触弹性变形参数；
74、与游隙或预载相关的无量纲系数；
75、阻尼比参数。
76、另一方面，本发明还提供一种机械元件参数优化装置，包括处理器、存储器及存储在存储器上的计算机程序/指令，所述处理器用于执行所述计算机程序/指令，当所述计算机程序/指令被执行时该装置实现如上述方法的步骤。
77、另一方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序/指令，其特征在于，该计算机程序/指令被处理器执行时实现如上述方法的步骤。
78、另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，其特征在于，该计算机程序/指令被处理器执行时实现上述方法的步骤。
79、本发明的有益效果至少是：
80、本发明所述机械元件参数优化方法、装置及计算机产品，基于沙猫群算法，引入连续的logistics映射和tent映射的混沌初始化策略，构建待优化参数的初始解，保证了种群的多样性和均匀性，有效克服容易陷入局部最优解的问题，提升了算法收敛速度和计算精度。构建沙猫的敏感范围时，引入余弦函数在迭代初期能够获得更广的搜索范围，引入柯西扰动提供随机性和多样性，增强算法跳出局部最优的能力。在捕食阶段，将二分查找用于轮盘赌函数中，高效地从一个概率分布中选择一个角度，这个角度进而用于指导搜索的移动方向，极大提升了计算效率。
81、本发明的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本发明的实践而获知。本发明的目的和其它优点可以通过在说明书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。
82、本领域技术人员将会理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。
1.一种机械元件参数优化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的机械元件参数优化方法，其特征在于，基于logistics映射建立所述待优化参数的初始解，计算式为：
3.根据权利要求2所述的机械元件参数优化方法，其特征在于，对所述初始解采用tent映射进行再次处理，计算式为：
4.根据权利要求3所述的机械元件参数优化方法，其特征在于，引入余弦函数和柯西扰动构建沙猫的敏感范围，计算式为：
5.根据权利要求4所述的机械元件参数优化方法，其特征在于，为每只沙猫分别设置权重系数，并根据所述敏感范围和所述权重系数计算各沙猫的灵敏度范围，计算式为：
6.根据权利要求5所述的机械元件参数优化方法，其特征在于，所述设定终止条件包括：达到设定最大迭代次数；
7.根据权利要求6所述的机械元件参数优化方法，其特征在于，所述目标机械元件为多盘离合刹车，所述待优化参数包括：内盘半径、外盘半径、圆盘厚度、驱动力和摩擦面数；
8.根据权利要求6所述的机械元件参数优化方法，其特征在于，所述目标机械元件为滚动轴承，所述待优化参数包括：球直径、节距直径、内滚道曲率系数、外滚道曲率系数和球数；
9.一种机械元件参数优化装置，包括处理器、存储器及存储在存储器上的计算机程序/指令，其特征在于，所述处理器用于执行所述计算机程序/指令，当所述计算机程序/指令被执行时该装置实现如权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，其特征在于，该计算机程序/指令被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
