多目标模糊优化方法及其在工程设计中应用

应用多目标模糊优化方法,以工程设计中桥式起重机箱形主梁设计为实例,建立了桥式起重机箱形主梁多目标模糊优化设计的数学模型,构造了模糊目标集,确定了多目标函数的模糊性和约束的模糊性,并应用最优水平截集法实现了模糊约束到实数论域上的集合转换,从而用遗传算法寻求到子目标函数在可行域空间的最优解和约束最优值.优化结果表明,在工程设计中应用多目标模糊优化方法是可行和有效的.     

消防多功能抢险车油缸连杆机构的优化

针对某消防多功能抢险车油缸连杆变幅机构变形失效问题,采用Creo、Adams与Ansys软件建立油缸连杆机构和履带车力学模型,仿真分析履带车运动过程中连杆各铰点受力情况。结果表明:连杆变形失效的主要原因是其多处位置强度超过材料许用应力。以最大力为边界条件,利用有限元方法对抢险车油缸连杆进行强度分析,并以油缸连杆铰点最大受力值为优化目标,采用灵敏度分析、优化设计的方法对油缸连杆各铰点进行优化。仿真结果表明:优化后连杆各铰点受力峰值降低50%,最大应力值为20814 MPa,比优化前降低513%,小于材料的许用应力,产品未发生变形失效,优化方案有效。     

PID神经网络混沌优化及其在机械臂轨迹跟踪控制中的应用

针对BP优化PID神经网络（BP-PDNN）易陷入局部极小的不足,提出了一种变尺度混沌优化PID神经网络设计方法,即MSCOA-PIDNN,将其应用于机械臂轨迹跟踪控制中.利用混沌运动的遍历性优化网络权值,通过压缩优化变量取值区间提高搜索效率.采用MSCOA-PIDNN建立机械臂系统的预测模型,以多步预测性能指标为目标函数,优化PID神经网络控制器,从而实现机械臂系统轨迹跟踪的有效控制.仿真结果表明,MSCOA-PIDNN在机械臂轨迹跟踪控制中性能优于BP-PIDNN.     

伸缩臂叉装车变幅机构的铰点位置优化

鉴于伸缩臂叉装车变幅机构的铰点位置的确定直接影响变幅液压缸的负载值和压力冲击,分析了变幅机构的工作特性,以提高传动力比和降低油压波动值为目标,采用统一目标函数法建立多目标优化设计数学模型,利用Matlab遗传算法工具箱对变幅机构的铰点位置进行优化.结果表明优化后的尺寸能大大提高叉装车的变幅机构的作业性能.     

船舶起重机的机电液一体化联合仿真

为了研究船舶起重机的消摆操纵控制策略,需建立起重机的虚拟样机.采用Pro/E三维设计软件建立起重机的几何模型,将其导入ADAMS软件中,定义构件的材料及相对运动关系,并采用由轴套力连接小圆柱体的方法,建立钢丝绳模型;在AMESim软件平台上建立起重机回转、起升和变幅操纵机构的液压系统模型;最后在AMESim Advanced高级建模与仿真平台上建立集机械、液压与控制系统的一体化仿真模型.利用静态理论计算对所建模型进行验证,结果表明:所建模型的静态和动态仿真结果能准确代表实际起重机结构和操纵系统,该模型可以用来开展下一步的消摆控制研究.     

浅析门座式起重机臂架系统的优化设计

本文首先介绍了传统的门座式起重机臂架系统的设计方法,并在此基础上分别从优化目标函数的建立、优化设计约束条件以及所应用到的优化软件等方面详细阐述了门座式起重机臂架系统优化设计的方案。     

门座起重机平衡滑轮补偿法变幅系统的优化

在工作性变幅过程中，吊重沿水平或近似于水平轨迹移动，可以节省变幅功率，以变幅轨迹与水平线间的高度差最小为目标，以经验设计公式和边界条件为约束函数，对平衡滑轮补偿法的单臂架系统进行优化，并以８０ｔ起重机为例进行计算，其计算结果表明：变辐轨迹曲线有了明显改善，对变幅轨迹的高度差和曲线形状影响较大的参数是Ｇ、Ｆ、Ｌ１和ａ。     

荷载工况多目标下钢筋混凝土深梁的拓扑拉压杆模型设计

为了提高钢筋混凝土深梁构件配筋设计方法的合理性,选用遗传演化结构优化算法,并延伸出荷载工况多目标下的应用方式,同时基于拓扑解构建拉压杆模型,衔接拓扑优化与工程设计环节,建立荷载工况多目标拓扑拉压杆模型。采用两个深梁数值算例验证了该模型的可行性和稳定性。从建立拉压杆模型的角度以其力学特性出发,将荷载工况多目标优化的拓扑解分别与各荷载工况单目标优化解、其弹性叠加结果,以及所有荷载工况共同作用下的单目标优化解进行比较,证实了新模型更契合深梁类构件的受力特性,具有更佳的全局寻优能力。荷载工况多目标遗传演化结构优化可以有效解决多目标优化中的病态荷载问题,依据其建立的拉压杆模型直观可行,可以为钢筋混凝土深梁设计提供参考。     

液压支架四连杆机构多目标优化

针对连杆受力大、损坏严重的问题,从分析根据顶梁偏摆量设计液压支架四连杆的过程入手,简化模型写出了四连杆型液压支架的运动学和力学方程,以液压支架连杆受力绝对值之和、质量之和最小为目标函数,建立了多目标优化模型,求解采用优化效果较好的NSGA-Ⅱ算法,在matlab环境下编制成可视化计算程序.给出一设计要求实例,应用此程序优化设计及计算液压支架参数,通过对比分析表明,优化结果满足工程需要.     

基于复形法的大跨屋盖结构抗风优化

文章以广州国际会展中心E区张弦梁屋盖为研究对象,根据测压风洞试验确定最不利风荷载时程作为主要环境荷载,建立动力优化数学模型,以钢管厚度为设计变量,以构件内力和变形作为约束条件,以结构总体积为目标函数,采用复形法进行抗风优化,得到E区屋盖的抗风设计最优方案.研究表明:抗风优化大大减小了结构总体积,节约了用钢量,并使杆件受力得到较好协调,有效利用了材料性能.结构最大竖向挠度明显降低,因此提高了结构安全性.