基于遺傳算法的門座起重機(jī)變幅系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、優(yōu)化設(shè)計是近十幾年來發(fā)展起來的一門新科學(xué)，也是一項新的技術(shù)，它在工程設(shè)計各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。機(jī)械設(shè)計與最優(yōu)化技術(shù)、電子計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合，形成了機(jī)械優(yōu)化設(shè)計這一新領(lǐng)域。“最優(yōu)化”是每一個工程或產(chǎn)品設(shè)計者所追求的目標(biāo)。任何一項工程或一個產(chǎn)品的設(shè)計，都需要根據(jù)設(shè)計要求，合理選擇方案，確定各種參數(shù)，以期達(dá)到最佳的設(shè)計目標(biāo)。正因為如此，優(yōu)化設(shè)計在機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域正得到廣泛的應(yīng)用。 遺傳算法[GeneticAlgorithms,簡稱GA]

2、是近些年來出現(xiàn)的一種模仿自然選擇與進(jìn)化的基于種群數(shù)目的隨機(jī)搜索算法，是優(yōu)化領(lǐng)域的一個新成員。與常規(guī)優(yōu)化算法相比，遺傳算法具有隱含并行性和全局搜索特性兩大顯著特征，并具有一些常規(guī)優(yōu)化算法所無法擁有的優(yōu)點，如不需梯度運算等。 門座起重機(jī)變幅系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計是將優(yōu)化設(shè)計方法應(yīng)用于工程設(shè)計的典型例子，但由于設(shè)計工程問題的復(fù)雜性，采用傳統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計方法優(yōu)化的成功率及效果并不理想。本文以門座起重機(jī)四連桿變幅系統(tǒng)及杠桿——活對重臂架自重平衡系統(tǒng)的

3、獨立模型及綜合模型為研究對象，同時考慮成功的設(shè)計實例，從而提高了優(yōu)化模型的精度，采用一種新型優(yōu)化算法——遺傳算法，緊密結(jié)合工程實際，較為圓滿的解決了優(yōu)化過程中存在的問題。 在臂架系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計系統(tǒng)中，采用載重最大水平位移高度差和最小力臂作為目標(biāo)函數(shù)，建立了遺傳多目標(biāo)優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型。同時針對求解過程中頻繁遇到的反函數(shù)越界問題，采取了改進(jìn)設(shè)計變量的措施，大大提高了尋優(yōu)效率。在自重平衡系統(tǒng)中，采用最小均方根力矩作為目標(biāo)函數(shù)，建立了遺傳單