專(zhuān)利名稱(chēng)：基于粒子群優(yōu)化方法的軸向柱塞泵配流盤(pán)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于軸向柱塞泵的智能優(yōu)化設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及一種基于粒子群優(yōu)化方法的軸向柱塞泵配流盤(pán)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
液壓軸向柱塞泵是機(jī)械裝備中最重要的液壓基礎(chǔ)件，廣泛地應(yīng)用現(xiàn)代工業(yè)機(jī)械系統(tǒng)中，但是軸向柱塞泵又是液壓傳動(dòng)中最主要的振動(dòng)和噪聲源，而其結(jié)構(gòu)噪聲與流體噪聲主要是在配流過(guò)程中產(chǎn)生的，軸向柱塞泵的柱塞液壓缸，工作時(shí)不斷進(jìn)行高低壓轉(zhuǎn)換，充滿(mǎn)低壓油的柱塞液壓缸突然和高壓油腔接通時(shí)，高壓油會(huì)瞬間向缸中倒流，產(chǎn)生液壓沖擊和噪聲；同樣，充滿(mǎn)高壓油的柱塞液壓缸突然和低壓油腔接通時(shí)，缸中的高壓油瞬間流向低壓腔，也會(huì)產(chǎn)生液壓沖擊和噪聲，對(duì)于同一個(gè)柱塞泵，工作壓力越高，柱塞腔與配流窗口接通初期阻尼槽兩端的壓差越大，液壓沖擊現(xiàn)象越劇烈，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)在配流盤(pán)表面和柱塞窗表面出現(xiàn)明顯的麻點(diǎn)和很深的蜂窩狀蝕坑，同時(shí)伴有劇烈的噪聲，由于柱塞泵的配流噪聲和配流盤(pán)結(jié)構(gòu)直接有關(guān)，因此，研究軸向柱塞泵流量脈動(dòng)機(jī)理，對(duì)其結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)具有重要的理論意義工程實(shí)際價(jià)值，也是降低噪聲污染、改善工作環(huán)境的工業(yè)性環(huán)保要求的體現(xiàn)。柱塞泵配流盤(pán)配作為軸向柱塞泵的重要組成元件，目前，對(duì)于配流盤(pán)阻尼槽結(jié)構(gòu)參數(shù)，主要是開(kāi)口角、深度角、開(kāi)口角、配錯(cuò)角等設(shè)計(jì)主要是依靠經(jīng)驗(yàn)參數(shù)來(lái)確定，造成柱塞泵會(huì)產(chǎn)生較大的流量脈動(dòng)和壓力沖擊，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以減少結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程的盲目性，提高機(jī)械零件的設(shè)計(jì)品質(zhì)，降低流體的噪聲，本技術(shù)方案通過(guò)流量脈動(dòng)數(shù)學(xué)模型分析，建立配流盤(pán)阻尼槽結(jié)構(gòu)參數(shù)與流量脈動(dòng)、壓力沖擊之間的函數(shù)關(guān)系，由于其參數(shù)的優(yōu)化是一個(gè)多維的非線性離散優(yōu)化問(wèn)題，并且優(yōu)化過(guò)程中需要不斷求解非線性微分方程，在已有的參考文獻(xiàn)中，采用遺傳算法優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)，但遺傳算法是二進(jìn)制，需要復(fù)制、遺傳、變異等多個(gè)復(fù)雜的操作，且容易收斂于局部極值點(diǎn)，優(yōu)化效果不理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服傳統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法效率低，避免過(guò)早收斂于局部極值點(diǎn)的缺陷，提出一種能夠?qū)崿F(xiàn)全局優(yōu)化的基于粒子群優(yōu)化方法的軸向柱塞泵配流盤(pán)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。本發(fā)明的基于粒子群優(yōu)化方法的軸向柱塞泵配流盤(pán)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，按照如下步驟完成:第一步、確立軸向柱塞泵配流盤(pán)結(jié)構(gòu)中的寬度角Q1、深度角02、開(kāi)口角$、配錯(cuò)角％為優(yōu)化設(shè)計(jì)的變量參數(shù)；第二步、對(duì)于待優(yōu)化的設(shè)計(jì)變量開(kāi)口角Q1、深度角02、開(kāi)口角$、配錯(cuò)角鈍，根據(jù)軸向柱塞泵減少流量脈動(dòng)的設(shè)計(jì)要求，通過(guò)流量脈動(dòng)模型建立配流盤(pán)阻尼槽結(jié)構(gòu)參數(shù)與流量脈動(dòng)、壓力沖擊之間的關(guān)系，即:
權(quán)利要求
1.一種基于粒子群優(yōu)化方法的軸向柱塞泵配流盤(pán)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于:按照如下步驟完成: 第一步、確立軸向柱塞泵配流盤(pán)結(jié)構(gòu)中的寬度角Q1、深度角Θ2、開(kāi)口角φ、配錯(cuò)角％為優(yōu)化設(shè)計(jì)的變量參數(shù)； 第二步、對(duì)于待優(yōu)化的設(shè)計(jì)變量開(kāi)口角Q1、深度角θ2、開(kāi)口角Φ、配錯(cuò)角％，根據(jù)軸向柱塞泵減少流量脈動(dòng)的設(shè)計(jì)要求，通過(guò)流量脈動(dòng)模型建立配流盤(pán)阻尼槽結(jié)構(gòu)參數(shù)與流量脈動(dòng)、壓力沖擊之間的關(guān)系，即:
2.如權(quán)利要求1所述的基于粒子群優(yōu)化方法的軸向柱塞泵配流盤(pán)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于:所述步驟一中變量參數(shù)的取值范圍如下:阻尼槽的寬度角Q1大于15°且小于40°，深度角02大于60°且小于100°，開(kāi)口角小大于10°且小于60°，配錯(cuò)角％取值范圍為0°至90°。
3.如權(quán)利要求1所述的基于粒子群優(yōu)化方法的軸向柱塞泵配流盤(pán)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于:上述步驟三中:粒子數(shù)m取值范圍為10 30，慣性權(quán)值的最大最小值取值范圍為:.0.8 ≤ wmax ≤ 1.2,0.1 ≤ Wmin ≤ 0.4，加速常數(shù)取值范圍為(KRJR2 ≤ 2，R3-R4 ≥ I,最大限制速度Vmax取值范圍為I 1.5。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種軸向柱塞泵的智能優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，特別是公開(kāi)了一種基于粒子群優(yōu)化方法的軸向柱塞泵配流盤(pán)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法；以無(wú)壓差過(guò)渡條件下的壓力梯度峰值最小為目標(biāo)函數(shù)，對(duì)配流盤(pán)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。本發(fā)明以開(kāi)阻尼槽的對(duì)稱(chēng)偏轉(zhuǎn)式配流盤(pán)為基礎(chǔ)，建立軸向柱塞泵每個(gè)柱塞缸孔吸油完畢進(jìn)入預(yù)升壓區(qū)預(yù)升壓特性微分方程和每個(gè)柱塞缸孔排油完畢進(jìn)入預(yù)卸壓區(qū)預(yù)卸壓特性微分方程，應(yīng)用加速度自適應(yīng)粒子群優(yōu)化算法的多粒子并行搜索的更新機(jī)制，求得配流盤(pán)的結(jié)構(gòu)參數(shù)最佳匹配，本發(fā)明為降低泵中的壓力沖擊，抑制噪聲等問(wèn)題提供高效的解決方案。
文檔編號(hào)G06F17/50GK103164583SQ20131009962
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月26日
發(fā)明者魏秀業(yè), 王福杰, 逯子榮, 唐菀洋 申請(qǐng)人:中北大學(xué)