【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及起竖机构参数优化，尤其涉及起竖机构参数优化方法、优化系统和设备。
技术介绍
1、起竖机构主要由起竖机械系统、液压系统和控制系统组成，国内外已成熟应用于起竖动作的典型结构形式主要分为直推式、杠杆平衡式、连杆放大式和油缸浮动式四种。现有的起竖机构在设计时多采用广义模块化设计理论，在传统模块化设计理论基础上，融入参数化设计和变量化分析方法，通过对起竖机构系列产品进行功能分析，结合具体的设计制造特点，划分更为适应设计需要的广义模块，构造产品平台，实现满足个性化设计需求的快速设计。通过对四种起竖机构结构形式分析可发现，各铰接点的初始位置是影响起竖机构各零件间相对运动和受力情况的主要参数量，故可将起竖机构中各铰接点的初始位置设为优化设计的设计变量进行参数化设计，而能否完成参数化设计的关键就在于如何建立设计过程中铰点位置参数与机构零件运动和机构总体性能参数的关系。
2、多目标规划问题可转化为计算符合实际要求的有效解的问题，而如何选出决策者最满意的有效解就成了解决多目标规划问题的关键。传统处理多目标优化问题所采用的方法有约束法、评价函数法、功效系数法等，这些方法不可避免的对多个优化目标分别设定加权因子，而如何将决策者定性的判断转化为定量的权重则是一个十分困难的问题，而且，对于相同的问题，不同的决策者可能有不同的要求，故所得优化结果不可能满足所有需要，传统方法便显现出其局限性。
技术实现思路
1、针对上述存在的问题，本专利技术旨在提供起竖机构参数优化方法、优化系统和设备，在
2、为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案如下：
3、起竖机构参数优化方法，其特征在于，包括以下步骤，
4、s1：确定起竖机构性能评价参数；
5、s2：对起竖机构进行运动学分析；
6、s3：建立起竖机构参数优化模型；
7、s4：对步骤s3中建立的起竖机构参数优化模型进行人机交互式多目标优化求解。
8、进一步的，步骤s1中起竖机构性能评价参数包括举升力系数k、油压波动系数ω、起竖机构纵深尺寸、负载最大起竖角θmax和起竖时间t。
9、进一步的，步骤s2的具体操作包括以下步骤，
10、s201：构建杠杆平衡式起竖机构初始位置和中间位置示意图，建立平面直角坐标系；其中，杠杆平衡式起竖机构包括起竖油缸o1a、三角臂o2ab和连杆bc，起竖油缸作用于三角臂端点a，三角臂另一端点o2与车辆底盘铰接，剩余一端b通过连杆作用于负载底部c，起竖过程中，油缸推动三角臂绕o1转动，进而通过连杆推动负载绕o转动；
11、s202：起竖运动开始后经过时间t，三角臂转过角α至o2a′b′时，oc转过角β至oc′，则
12、
13、式中，(xi，yi)表示i点坐标，ljk表示杆jk长度，fjk表示jk方向作用力，i、j、k为平面直角坐标系中任意点，g为负载重量，∠o1o2a＝θ；
14、s203：确定起竖油缸活塞杆的伸出位移s、伸出速度v以及伸出加速度a；
15、
16、
17、
18、进一步的，步骤s3的具体操作包括以下步骤，
19、s301：确定起竖机构参数优化模型的设计变量为
20、
21、s302：确定起竖机构参数优化模型的优化目标，以最大起竖力、油压波动系数、起竖机构纵向尺寸最小为目标，其中，最大起竖力油压波动系数其中，pmax为起竖过程中最大油压，为起竖过程中平均油压；起竖机构纵向尺寸
22、s303：确定起竖机构参数优化模型的约束条件；
23、s304：根据步骤s301-s303的结果，得到杠杆平衡式起竖机构铰点多目标优化的数学模型为
24、
25、进一步的，步骤s303中的约束条件包括铰接点位置约束，液压缸轴向结构尺寸约束、液压缸稳定性约束、起竖角约束和不干涉性约束。
26、进一步的，步骤s4的具体操作包括以下步骤，
27、s401：在matlab中建立起竖机构参数优化模型，使用遗传算法对设计变量、优化目标和约束条件进行设置；
28、s402：通过与adams中动力学仿真模型进行数据交换，得到不同铰点位置参数下的优化目标值；
29、s403：计算单个优化目标满意度和总目标满意度，判断是否满足需求；
30、s404：若满足需求，则步骤s402中得到的优化目标值即为优化结果，若不满足需求，继续步骤s405；
31、s405：将单个优化目标满意度作为约束条件，构造新的数学模型重复步骤s401-404，直至步骤s403得到的优化目标值满足需求。
32、进一步的，单个优化目标满意度的数学表达式为总目标满意度的数学表达式为其中，fi(x)为优化前目标函数值，fi(x*)为优化后目标函数值，vi为各单个优化目标满意度值。
33、进一步的，起竖机构参数优化系统，其特征在于，所述参数优化系统中部署有如前述所述的起竖机构参数优化方法的程序，用于实施所述起竖机构参数优化方法。
34、进一步的，所述参数优化系统包括结构选择模块、参数修改模块、运动轨迹模块、优化计算模块和结果输出模块；
35、所述结构选择模块用于选择起竖机构的形式，并建立起竖机构模型；
36、所述参数修改模块用于对起竖机构具体铰接点位置参数进行修改，建立起竖机构参数优化的初始模型；
37、所述运动轨迹模型用于对起竖运动过程的轨迹设定进行选择；
38、所述优化计算模块以adams与matlab的联合通信为基础，对起竖机构参数优化模型进行人机交互式多目标优化求解；
39、所述结果输出模块用于对所述优化计算模块每一次优化计算结果进行输出。
40、进一步的，一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如前述所述的起竖机构参数优化方法。
41、本专利技术的有益效果是：
42、1、本专利技术中提出了一种起竖机构参数优化方法，通过对起竖机构进行动力学模型分析，建立了起竖机构参数优化模型，在对起竖机构参数优化模型进行求解时，采用adams与matlab相结合的方法，在线性系数优化方法的基础上，建立单个优化目标满意度和总目标满意度函数，并添加单个优化目标满意度约束来完成人机交互，从而在众多有效解中选出更符合决策者具体需求的一个，避免了传统的求解方法在对于相同问题时，不同决策者有不同要求，最终的优化结果不能满足所有需要的局限性。
43、2、本专利技术中还开发了一套起竖机构参数优化系统本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.起竖机构参数优化方法，其特征在于，包括以下步骤，
2.根据权利要求1所述的起竖机构参数优化方法，其特征在于，步骤S1中起竖机构性能评价参数包括举升力系数K、油压波动系数ω、起竖机构纵深尺寸、负载最大起竖角θmax和起竖时间t。
3.根据权利要求1所述的起竖机构参数优化方法，其特征在于，步骤S2的具体操作包括以下步骤，
4.根据权利要求3所述的起竖机构参数优化方法，其特征在于，步骤S3的具体操作包括以下步骤，
5.根据权利要求4所述的起竖机构参数优化方法，其特征在于，步骤S303中的约束条件包括铰接点位置约束，液压缸轴向结构尺寸约束、液压缸稳定性约束、起竖角约束和不干涉性约束。
6.根据权利要求4所述的起竖机构参数优化方法，其特征在于，步骤S4的具体操作包括以下步骤，
7.根据权利要求4所述的起竖机构参数优化方法，其特征在于，单个优化目标满意度的数学表达式为总目标满意度的数学表达式为其中，fi(x)为优化前目标函数值，fi(x*)为优化后目标函数值，Vi为各单个优化目标满意度值。
8.起竖机构参
9.根据权利要求8所述的起竖机构参数优化系统，其特征在于，所述参数优化系统包括结构选择模块、参数修改模块、运动轨迹模块、优化计算模块和结果输出模块；
10.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求1-7任一项所述的起竖机构参数优化方法。
...【技术特征摘要】
1.起竖机构参数优化方法，其特征在于，包括以下步骤，
2.根据权利要求1所述的起竖机构参数优化方法，其特征在于，步骤s1中起竖机构性能评价参数包括举升力系数k、油压波动系数ω、起竖机构纵深尺寸、负载最大起竖角θmax和起竖时间t。
3.根据权利要求1所述的起竖机构参数优化方法，其特征在于，步骤s2的具体操作包括以下步骤，
4.根据权利要求3所述的起竖机构参数优化方法，其特征在于，步骤s3的具体操作包括以下步骤，
5.根据权利要求4所述的起竖机构参数优化方法，其特征在于，步骤s303中的约束条件包括铰接点位置约束，液压缸轴向结构尺寸约束、液压缸稳定性约束、起竖角约束和不干涉性约束。
6.根据权利要求4所述的起竖机构参数优化方法，其特征在于，步骤s4的具体操作包括以下步骤，
7...
【专利技术属性】
技术研发人员：高钦和，刘志浩，管文良，刘秀钰，马栋，程洪杰，
申请(专利权)人：中国人民解放军火箭军工程大学，
类型：发明
国别省市：
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