冗余机械手在危险源环境下的多目标逆解研究

针对机械手逆解问题,首次给出了粒子群算法优化机械手的方法,以优化结果确定逆解。其次定义了机械手的危险度概念,并将多目标粒子群算法应用于带有危险源和障碍物环境中的冗余机械手逆运动学研究。相比传统方法,该多目标优化方法不仅确定了冗余机械手的最终形状,而且能够使其成功避障,满足避障可操作、危险度和功率最省或更多的多目标要求。相比多目标遗传算法的仿真结果,该方法可以得到更理想的性能指标,通过进一步的3个指标试验仿真,证明了该方法的正确性和有效性。     

基于蚁群算法的掘进机截割头运动轨迹优化

针对传统方法对掘进机截割头截割轨迹规划效率低、实时性较差等问题,设计了一种改进多目标蚁群算法,该算法能够根据对蚂蚁算法中目标重要性系数进行自适应调节,从而更好地发挥蚁群算法的优势。运用MATLAB对算法进行仿真,结果表明,在不同巷道断面环境下,改进多目标蚁群算法能够在保证求解质量基础之上提升截割头运动轨迹优化的效率。与传统蚁群算法路径规划结果相比,该算法具备更好的实时性,且规划的运动轨迹性能更为优秀,适于解决掘进机截割头运动轨迹优化的问题。     

内燃机气门弹簧多目标优化设计

综合运用机械优化理论的优化设计方法,通过分析内燃机气门弹簧优化设计的设计变量、目标函数和约束条件,建立起以内燃机气门弹簧的质量、高度及防共振性能为目标函数的多目标优化设计数学模型,对多目标优化设计方法进行了探讨,并给出了设计实例。算例结果表明该方法具有工程实用价值。     

基于MATLAB潜孔钻机旋风除尘器的尺寸优化设计

潜孔钻机旋风除尘器的传统设计法多为经验设计,不能达到最佳的结构尺寸比,且通用性差。基于紊流连续径向混合分离理论,以除尘效率为优化目标,通过设计变量选取,目标函数、约束条件确定,建立了旋风除尘器的优化设计数学模型,并借助MATLAB优化工具箱进行优化。通过对优化结果的分析比较,表明该优化设计方法可行,通用性较好。     

新能源电力系统复合储能多目标优化研究

针对当前新能源电力系统复合储能单元的性能不能满足电力系统的发展要求问题,设计基于机会约束规划的新能源电力系统复合储能多目标优化方法。分析光伏发电单元与风力发电单元结构特征,构建了复合能源容量数学模型;分析了当前新能源电力系统运行要求,确定了复合储能优化目标函数;使用机会约束规划技术,完成了目标函数的求解过程。至此,基于机会约束规划的新能源电力系统复合储能多目标优化方法设计完成。构建算例实验环节,实验结果表明:机会约束优化方法可同时完成多个目标的优化过程,进一步提升复合储能单元使用效果。     

基于企业生产车间的多目标优化调度方法

企业生产车间优化调度问题是企业解决资源有效利用的重要手段,能够优化成本和提高效率。通过建立生产调度的多目标优化的目标函数和设计模型,结合基本遗传算法,以期提高产品的生产效率,最大限度地利用企业现有资源,是现代企业重要的发展方向。     

行星减速器的离散变量多目标优化设计

针对行星减速器的多目标优化设计,运用层析分析法确定分目标函数的权重系数,克服了权重系数选取的主观性和不确定性。针对设计变量为离散变量,采用基于改进粒子群算法的离散变量处理策略对优化设计模型进行求解。通过具体实例计算,得到的优化设计参数比原设计参数更加合理,证明了该方法在行星减速器多目标优化中的可行性和合理性。     

弹簧结构与性能参数的多目标优化设计

内燃机气门弹簧设计属于多目标优化设计,针对多目标优化问题本身的复杂性,将其转化为单目标优化问题,综合运用机械优化设计理论及方法,通过分析弹簧优化设计的设计变量、目标函数和约束条件,建立起以弹簧的结构重量、自由高度及防共振性能为目标函数的多目标优化设计数学模型,并通过MATLAB编程对数学模型进行了求解,得到了弹簧结构参数和性能参数的最优值。这种多目标优化设计的思想和方法可以较大地提高设计质量和效率,具有较大的工程实用价值。     

基于多目标遗传算法的地下铲运机性能优化研究

为了能够提高地下铲运机的性能,深入地研究了多目标遗传算法在铲运机性能优化设计中的应用。分析了地下铲运机的主要性能参数;建立了地下铲运机多目标优化的数学模型;然后,分析了改进多目标遗传算法的基本原理;利用MATLAB软件进行了地下铲运机的性能优化分析,优化设计结果使地下铲运机性能得到了极大地提高,并且表明该算法的优越性。     

物理规划法及其在补偿滑轮组变幅机构稳健优化中的应用

稳健设计是提高产品质量的有效方法。物理规划法是一种高效的多目标优化设计方法,与设计人员的工程经验紧密相联。介绍了物理规划法的基本原理,将该方法引入到稳健优化设计中,建立了稳健优化设计的物理规划法模型,通过求解补偿滑轮组变幅机构的稳健优化问题,验证了该方法的有效性。     

补偿滑轮组变幅机构的可靠性稳健优化设计

在变幅机构水平位移补偿系统设计中考虑载荷、结构尺寸等不确定因素的影响,将可靠性优化理论、可靠性灵敏度分析与稳健设计方法相结合,讨论补偿滑轮组变幅机构可靠性稳健优化设计问题。把可靠性灵敏度溶入可靠性优化设计模型之中,将可靠性稳健优化设计转化为满足可靠性要求的多目标优化问题,利用相容决策支持问题法进行求解。     

盾构机土仓压力平衡系统智能建模及其实验

为解决盾构机土仓压力平衡系统时滞、非线性、时变和不确定特性建模问题,建立了基于神经网络和系统输入-输出观测数据的智能建模方法,解决了土仓压力平衡系统的解析数学建模所遇到的困难。计算结果表明,基于Gauss-Newton优化的神经网络训练方法,具有较快的收敛速度。盾构机实验台实验结果表明,与解析数学建模方法相比,所提出的新的智能建模方法拟合和预测精度提高了一个数量级,验证了智能建模方法的有效性和精确性。     

Mine Ventilation Network Optimization Based on Airflow Asymptotic Calculation Method

The main objective of mine ventilation network optimization studies is to develop a reasonable method for ventilation system control that minimizes the total cost of mine ventilation. The fundamental principles for ventilation network optimization are discussed, and a multi-objective optimization model is established from the viewpoint of total cost. Furthermore, an optimization algorithm based on the airflow asymptotic calculation is presented by the hierarchical analysis of objective functions and analysis of the structure characteristics of a ventilation network. In the proposed approach, the regulated branches are determined by the directed path matrix; the optimal solution is obtained by airflow asymptotic calculation using the existing software for ventilation network analysis, and it does not need to solve the large-scale nonlinear programming problem. The results of example analysis validated the reliability of this approach.     

蚁群算法在矿井通风系统优化设计中的应用

从本质上讲，矿井通风系统优化设计是一个复杂的组合优化问题，而蚁群算法是近来发展起来的一种针对复杂组合优化问题求解的较理想的方法。因此，考虑到通风系统优化的本质，采用蚁群算法进行了矿井通风系统优化设计的研究，把通风系统优化设计作为蚂蚁路径优化问题处理，提出了一种新颖的通风系统优化方法。最后，采用某矿山通风系统优化的实例验证了蚁群算法的应用效果，结果表明，该方法可以较好的解决这类复杂的优化问题，具有较好的应用前景。     

基于MATLAB优化设计模型的几何描述

求2个设计变量目标函数的最优化问题可转换为在三维坐标系内找出该目标函数曲面在约束函数范围内的最小值问题。借助于MATLAB强大的数据可视化功能,在三维坐标系内绘制出目标函数与约束函数的曲面图,并对二维优化问题作出几何描述,再利用MATLAB优化工具箱中的优化函数命令验证结果的正确性。通过给出的优化实例可以看出,应用该软件求解优化问题非常方便。     

露天矿运输问题的模拟退火优化

研究了一类露天矿非平衡运输优化问题,通过引入虚拟装载点,将非平衡运输问题转化为等价的平衡运输问题。根据平衡运输问题的特点,进一步将其转化为排序优化问题并利用模拟退火算法进行求解。模拟退火算法中使用了随机选取已有解中的两个位置,交换其内容得到新解的策略,降温采用几何方式。对一个具有9个装载点、5个卸载点的露天矿运输问题进行了优化计算,得到了与单纯形法相同的最优解,验证了模拟退火是求解露天矿运输问题一种有效算法。     

Nonlinear data reconciliation in gold processing plants

Data reconciliation in hydrometallurgy process is less common than in mineral processing, due to the more complex mathematical formulation of the problem to describe the process balances that can include multiphase and multi-component reactions and mass transfer. In this case, to avoid thermodynamic violations, the use of inequality constraints, in addition to the classical equality mass and energy balances, can be mandatory. This paper presents two case studies of data reconciliation for a gold extraction plant using the direct optimization of a nonlinear objective function and nonlinear constraints that includes equality and inequality equations. The problems are solved using a sequential quadratic programming algorithm and the results demonstrate the applicability of this approach to data reconciliation in hydrometallurgical processes generating reliable results, without mass balance or thermodynamic violations.     

露天矿运输调度问题求解的自适应果蝇优化算法

针对露天矿运输调度问题,提出了一种改进的果蝇优化算法。首先,对露天矿运输调度问题进行了分析,以矿石开采能力和运输能力为约束条件,以运输成本最小为目标函数,建立了露天矿运输调度问题的数学模型。然后,该算法根据果蝇的味道浓度自适应调整搜索步长,同时满足了算法的全局寻优能力和局部寻优能力。最后,将自适应果蝇优化算法应用于求解实际的露天矿运输调度问题,与标准果蝇优化算法和遗传算法进行实验比较分析,给出了优化结果。实验结果表明:该算法的收敛精度和收敛速度均优于其他算法,证明了该算法可以有效求解露天矿运输调度问题。     

水泥原料矿山运输调度系统的智能优化

水泥原料矿山运输调度系统是一个涉及到产量、质量、成本的复杂系统。运用遗传算法原理对矿山运输调度系统进行了智能优化，解决了矿山运输调度系统的多目标优化问题。将其用于湖南雪峰水泥原料矿山运输调度系统的生产实践，既达到降低了矿山运输成本，又协调了质量与产量的关系。     

基于VC++锤式破碎机参数设计软件的开发

把计算机辅助设计方法引入到锤式破碎机设计领域,开发适用于计算破碎机设计参数的计算软件,解决了由于设计的不确定性和大量经验公式的存在而造成的尝试性繁琐计算,也大大缩短了设计时间,提高了设计效率,为锤式破碎机系列化设计,模块化设计以及优化设计提供了新的思路和方法,也为后续破碎机零件图形绘制提供了比较合理的参数依据。