刚性四连杆门座起重机变幅系统优化设计研究

摘要

设计人员总是力图使自己的设计产品在满足性能要求的前提下，结构最紧凑、用料最省、成本最低，即达到技术经济指标最优的结果。因此，机械优化设计越来越多地应用于机械产品的设计中。四连杆门座起重机是港口码头数量和使用较多、结构复杂、机构最多的装卸机械。其变幅系统的设计变量较多，受力较复杂，约束条件多。因此，变幅系统的优化研究具有相当的难度，至今仍没有解决好这一技术难题。本文对门座起重机变幅系统设计的优化设计方法展开研究，具有理论意义和工程应用价值。
　　论文在分析优化算法的分类及其应用范围，对变幅系统研究现状和优化设计模型特点展开分析的基础上，得出现代优化算法比传统优化算法更适合求解变幅系统模型的结论。论文对利用现代优化算法中的遗传算法和粒子群算法求解模型展开研究。
　　论文建立了臂架系统优化模型和平衡重系统优化模型，并使用Visual C++编写算法运算程序。针对标准遗传算法和标准粒子群算法固有的易陷入局部最优解和接近最优解时在最优解附近左右摆动导致收敛较慢的问题，分别采用改进方法求解。遗传算法在迭代后期增大变异概率，减少交叉概率加强算法的局部搜索能力，这种改进策略增加了算法的求解精度。采用分层遗传算法求解，减少优化变量可能取值的改进策略，减少了算法陷入局部解的概率。动态惯性权重粒子群算法根据全局最优个体是否更新改变惯性权重的大小，合理的改变了算法的全局搜索能力和局部搜索能力，算法不仅求得最优解的概率增大，运算速度也加快。从优化结果来看，两种算法均较为圆满的解决了变幅系统优化问题。
　　论文开发了变幅系统优化设计软件，为设计人员提供了简洁友好的用户界面。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪论

1.1研究目的及意义

1.2优化算法的国内外研究现状

1.3四连杆门座起重机变幅系统优化研究现状分析

1.4论文的研究内容

第2章 四连杆门座起重机变幅系统优化模型

2.1臂架系统优化模型

2.2平衡重系统优化模型

第3章 四连杆门座起重机变幅系统优化设计

3.1遗传算法

3.2基于遗传算法的四连杆门座起重机变幅系统优化设计

3.3粒子群算法

3.4基于粒子群算法的四连杆门座起重机变幅系统优化设计

3.5 算法对比分析

第4章 四连杆门座起重机变幅系统设计用户界面设计

4.1初始参数模块

4.2臂架系统优化模块

4.3 平衡重系统优化模块

第5章 总结与展望

5.1全文总结

5.2研究展望

参考文献

致谢