基于粒子群优化算法的无摩擦气缸结构优化

doi:10.16182/j.issn1004731x.joss.201809043

系统仿真学报 ›› 2018, Vol. 30 ›› Issue (9): 3564-3570.doi: 10.16182/j.issn1004731x.joss.201809043

基于粒子群优化算法的无摩擦气缸结构优化

刘昱, 赵国新

北京石油化工学院信息工程学院,北京 102617

收稿日期:2016-11-18 出版日期:2018-09-10 发布日期:2019-01-08
作者简介:刘昱(1983-),男,回族,云南,博士,副教授,研究方向为流体传动与控制; 赵国新(1963-),男,辽宁,硕士,教授,研究方向为系统优化。
基金资助:
国家自然科学基金青年基金(51405023)

Optimization of Frictionless Cylinder-structure Based on PSO

Liu Yu, Zhao Gouxin

BeiJing Institute of Petrochemical Technology Information Engineering School , Beijing 102617, China

Received:2016-11-18 Online:2018-09-10 Published:2019-01-08

摘要/Abstract

摘要： 静压气浮式无摩擦气缸作为气动重力补偿器中关键部件,其结构设计关键在于统筹兼顾各种相关因素,使其具有最优的性能。为优化无摩擦气缸的结构,提出在气缸结构设计中,存在一组最优结构参数,使得径向承载能力最大的同时保证相对较小的泄漏量;通过分析气缸结构,推导其数学模型,得到单个参数对径向承载能力及泄漏量的关系;利用粒子群优化算法(PSO)对其结构参数进行优化,得到一组最优结构参数;该分析方法与结果对静压气浮式无摩擦气缸结构设计起到有效的指导作用。

关键词: 静压气浮式无摩擦气缸, 结构优化, 承载力, 粒子群

Abstract: Aerostatic frictionless cylinder is the critical component of pneumatic gravity compensation device, the key of its design is to take all related factors into consideration for optimum performance. To optimize the structure of aerostatic frictionless cylinder, the optimal parameters in the cylinder are proposed, which maximizes the bearing capacity in radial direction and keeps the leakage at a relatively low level. Through analyzing the structure of the aerostatic frictionless cylinder, a mathematic model of the aerostatic frictionless cylinder is deduced. Based on simulations, the relationship during the structural parameters, the bearing capacity and the leakage is acquired. It is possible to calculate a group of relatively optimal parameters by particle swarm optimization algorithms(PSO). This analysis method and results play an effective role in guiding the structural design of theaerostatic frictionless cylinder.

Key words: aerostatic frictionless cylinder, structure optimization, bearing capacity, PSO

中图分类号:

TP241.3

刘昱, 赵国新. 基于粒子群优化算法的无摩擦气缸结构优化[J]. 系统仿真学报, 2018, 30(9): 3564-3570.

Liu Yu, Zhao Gouxin. Optimization of Frictionless Cylinder-structure Based on PSO[J]. Journal of System Simulation, 2018, 30(9): 3564-3570.

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