曲柄-滑道-弹齿滚筒式花生捡拾机构设计与参数优化

为进一步解决花生捡拾过程植株漏捡、掉果损失等问题,该研究在分析捡拾过程中曲柄-滑道式弹齿滚筒捡拾机构弹齿摆动、花生植株运动规律基础上,建立凸轮理论滑道,运用目标函数法对机构进行了优化设计。以弹齿在地面铲拾距离最大和护板半径最小为目标函数,采用非支配排序遗传算法对捡拾机构参数中的弹齿铲拾段初始安装角、弹齿捡拾长度、曲柄夹角、滚筒半径、上护板倾角、弹齿长度进行了优化求解。利用ADAMS软件建立了机构模型并进行了仿真分析,获得弹齿摆角和齿端运动轨迹仿真曲线,验证了机构参数的正确性和可行性。通过对比仿真分析,较优化前弹齿捡拾长度增大至135 mm、护板直径减小至159 mm,铲拾面积增加近30%。制作样机并进行田间试验,获得捡拾装置最优工作参数为:前进速度为48.0 m/min,转速为45 r/min,弹齿入土深度为17 mm。在花生植株含水率15%~17%的两段收获条件下,花生植株捡拾率为99.1%,掉果损失率为1.85%。研究结果可为两段式花生捡拾收获机捡拾装置的研究提供参考。

遗传算法与惩罚函数法在机械优化设计中的应用

提出了应用于机械优化设计的"遗传算法+惩罚函数法"的通用算法.它非常适合求解复杂的非线性约束优化问题.本通用算法既克服了传统优化方法的缺点,得到了一个较为理想的全域最优解;同时也改善了遗传算法的局限性.

胶凝面板堆石坝优化设计

采用非线性数学规划法对胶凝面板堆石坝进行断面优化设计,建立了以大坝的关键几何尺寸为设计变量,以造价为目标函数,以坝体稳定、应力、应力水平及几何尺寸为约束条件的优化设计数学模型,并采用罚函数法求解此优化模型。与原设计方案比较,优化设计方案的堆石方量少、造价低。与普通面板堆石坝相比,胶凝面板堆石坝的优化方案坝坡可以更陡,堆石方量更少、造价更低,且满足应力、稳定的约束条件,得到的断面安全可靠、经济合理。

多体系统动力学动态最优化设计与灵敏度分析

基于多体系统的动态最优化设计过程包括传统的多体系统仿真分析、系统设计灵敏度分析、系统最优化设计等过程,针对多体系统运动学、用二阶常微分方程和微分代数方程描述的动力学,基于含设计参数的通用数学模型及通用的积分型目标函数,采用高效的系统灵敏度分析伴随变量方法及易于实施的惩罚函数最优设计方法,建立了多体系统最优设计数学模犁和算法.通过双摆系统、曲柄-滑块系统、弹簧/阻尼器-滑块系统3个算例对上述算法的有效性进行了验证.

基于改进粒子群算法的四辊轧机机座结构优化设计

为了获得四辊轧机的合理结构参数与最佳工作性能,在满足结构、强度、刚度等约束条件下,以机座弹跳值最小为目标函数,建立四辊轧机机座结构优化设计数学模型。针对常规优化方法和标准粒子群算法求解该类复杂机械系统结构优化设计问题存在的诸多缺陷,提出采用Logistic映射对种群进行混沌初始化、非线性地动态改进惯性权值和非线性地动态调整加速因子三种策略对标准粒子群算法进行改进,结合改进的惩罚函数法对四辊轧机机座结构进行优化设计,求解结果验证了所提方法的正确性和有效性。

优化算法在磁悬浮控制器设计中的应用

通过对磁悬浮系统模型进行分析,发现磁悬浮系统是一非线性不稳定系统。传统控制器设计方法的超前校正控制器不能满足系统的改进性能指标要求,在性能上存在较大误差。针对上述不足,提出对传统超前校正控制器进行优化设计。综合设计要求,性能指标,约束条件等各方面因素,应用惩罚函数法将约束优化问题转化为无约束优化问题,得到一个最优设计方案。修正后的系统指标能很好地与设计要求匹配。仿真结果显示,改进方法设计出的系统比使用传统设计方法更好地满足了工程性能指标的要求。

基于遗传算法的行星齿轮传动优化及MATLAB实现

针对 2K -H型行星齿轮传动约束优化实例 ,结合传统优化方法中的惩罚函数法 ,描述了浮点编码的遗传算法和大型工程计算软件MATLAB中遗传工具箱的使用方法 ,同时表明 ,遗传算法在行星齿轮传动优化及其它相关问题中具有较好的应用前景。

传统优化算法与竞选算法应用于机械优化设计的比较

论述了机械优化设计中的传统优化设计算法,同时介绍了一种现代的优化设计方法——竞选算法的原理及其求解步骤.采用传统优化设计算法与竞选算法分别对箱形盖板和两杆桁架结构的优化设计问题进行求解,比较了两者间求解方式上的特点,并就竞选算法与传统优化算法间求解效果进行了比较.结果表明,竞选算法是一种非常有效的机械优化设计方法.

基于广义可靠性的随机模糊杆系结构优化设计

研究了随机参数杆系结构的广义可靠性优化设计问题。导出了随机荷载作用下以模糊许用值为条件的结构广义可靠度计算公式;建立了以杆截面为设计变量、结构重量均值为目标函数、结构模糊位移和单元模糊强度广义可靠度为约束条件的优化数学模型;通过引入罚函数,将原广义可靠性约束优化问题转化为无约束优化问题,利用遗传算法求解。设计结果表明:文中提出的模型和计算公式是可行有效的。

电磁轴承优化设计

研究了电磁轴承结构参数的优化设计,建立了径向电磁轴承的数学模型,采用罚函数优化方法,以外廓尺寸、刚度、滞后时间为目标函数,在给定载荷下寻求最优参数组合,算例表明这一优化设计是切实有效的。

直齿圆柱齿轮传动的优化设计

采用内点罚函数法,以一对齿轮传动副体积最小作为优化设计目标,并借助计算机程序进行优化设计,既能做到各参数之间的优化组合,又能缩短设计周期。设计结果表明,圆柱齿轮的重量明显减轻。

基于ANSYS顶升平移装置的优化设计

分析了顶升平移装置的工作特点与工作要求,重点研究了顶升系统的机械结构设计,确定了各个主要部件的结构形式与设计参数。运用三维软件Solid Works建立了该装置的三维几何模型,将其简化后导入ANSYS Workbench有限元分析软件中,建立了有限元模型进行了应力和应变的有限元分析。针对分析结果,对相应零部件进行了优化设计,形成一套强度和刚度满足设计要求,结构设计合理的装置。

基于改进遗传算法的圆锥滚子轴承优化设计方法的研究

文章给出了基于改进遗传算法的圆锥滚子轴承优化设计的方法。针对传统算法在圆锥滚子轴承优化设计中全局寻优能力较差问题,文章改进了标准遗传算法(Simple Genetic A lgorithm SGA)的算法参数,采用了最优解保存策略,并运用退火罚函数法[1]处理约束。通过与标准遗传算法及综合约束双下降法比较,表明改进遗传算法具有良好全局寻优能力和稳定性。从而解决了开发圆锥滚子轴承CAD系统的关键问题。

改进的布谷鸟算法及相应罚函数法的应用

为解决布谷鸟算法在迭代后期收敛速度下降的问题,通过引入一种新的惯性权重,提出一类改进布谷鸟算法,改善原算法的收敛速度。针对非线性规划问题,根据罚函数思想,提出一种基于改进的布谷鸟算法的罚函数法。将该算法应用在若干非线性规划实例中,实验结果表明,使用该算法得到的结果优于已有若干算法,具有较好的可行性和有效性。

防滑铲处治斜坡软弱地基路堤工作机理探讨

为探讨防滑铲处治斜坡软弱地基路堤的工作机理,基于刚体极限平衡法软件Slide,建立防滑铲处治斜坡软弱地基路堤的计算模型,对比有无防滑铲时可能滑动带、最危险滑动面的区别,获得稳定安全系数与地层坡度、防滑铲深度的动态变化关系,结合敏感度分析,明确土体材料参数对路堤稳定性的影响程度,并提出联合其他措施共同处治、回填材料应以重度控制为准等优化设计途径。

基于滚筒法生产水溶膜工艺参数的优化

基于滚筒法成膜过程中各因素之间存在一定的交互关系,采取二次回归正交组合设计法设计试验,利用综合评分法、惩罚函数法等优化方法,通过计算机处理试验数据,建立回归方程,最终得出试验指标较佳的工艺参数组合。通过研究,掌握滚筒法生产水溶膜过程中的干燥规律,初步得出滚筒法成膜的干燥理论,对水溶膜生产设备的进一步改进设计提供了理论依据,具有一定的现实意义。

广义罚函数法及其在电机优化设计中的应用

提出了一种新的适用于电机优化设计的广义罚函数法。该方法可以避免增广目标函数的“病态”特性 ,具有收敛速度快、自动边界搜索等优点。在电机优化设计中的应用表明 ,该方法优于SUMT法。

半惩罚函数法与内滑块十杆机构的优化设计

在罚函数法和复合形法的基础上，提出了半惩罚函数法，并对双动拉延压力机内滑块的优化设计进行了全面论述。

锥齿轮淬火机械手装置的机构优化设计

依据锥齿轮淬火机械手装置实际工作空间的要求，以机械手工作空间包络面积最小为目标。

分段加权布谷鸟算法及其应用

为解决布谷鸟局部搜索与全局搜索的协调问题,提高后期收敛速度,对算法搜索进行分段处理,通过引入一种动态自适应步长控制量以及相应的分段加权位置更新公式,提出一类改进的布谷鸟算法。选取12个经典约束优化问题和部分结构优化设计问题对改进算法进行验证。研究结果表明,相对于其他算法,该算法对以上大部分问题具有较好的运算结果。