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基于蚁群算法的电磁阀优化设计方法技术

技术编号:6876367 阅读:269 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及电磁阀优化设计领域,特别是一种基于蚁群算法的电磁阀优化设计方法,该方法选取电磁阀线圈参数、结构参数、最小开阀电压、影响电磁机构吸合以后温升的主要参量作为优化变量,采用蚁群算法进行整体性能指标的优化设计,同时考虑了吸动阶段动态过程,与长期通电工作状态下电磁机构吸持阶段的整体优化,得到满意的设计结果。该方法有利于对电磁阀进行优化设计,从而提高电磁阀的整体性能指标。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电磁阀优化设计领域,特别是一种。
技术介绍
蚁群算法(ant colony algorithm,简称ACA)是20世纪90年代初提出的一种群智能演化算法,这种算法具有如下特点首先,与遗传算法一样,蚁群算法也属于智能优化算法,这种算法具有本质并行和自适应的特点,在组合优化方面甚至比遗传算法表现出更优异的性能。其次,蚁群算法在很大程度上可以克服传统确定性优化算法在求解过程中的缺陷;对目标函数没有可微、凸性的要求;不需要导数信息,全局优化性能力强;它的鲁棒性强、通用性强且适于并行处理,也易于与其它算法相结合,其算法性能可进一步提高。与遗传算法等其它智能优化算法相比,蚁群算法正反馈机制有发现较好解的能力,一些改进的蚁群算法在求解效率和全局优化能力方面也有一定的优势。此外,作为一种并行优化算法,蚁群算法在求解多目标优化问题时,一次运行可以求得多个可行非支配解,具有单目标优化方法不可比拟的优势,很适合基于Pareto最优的多目标优化设计。随着蚁群算法在函数优化方面研究的深入,其在工程优化中应用越来越受到重视且目前已被用于一些工程问题的求解。因此,将蚁群算法应用于工业产品如电磁阀的参数优化设计,不仅对蚁群算法的研究和推广有重要意义,而且也是在电磁阀优化设计领域的有益探索。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种,该方法有利于对电磁阀进行优化设计,从而提高电磁阀的整体性能指标。为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案是一种基于蚁群算法的电磁阀电磁机构优化设计方法,其特征在于按如下步骤进行步骤1 选取电磁阀线圈参数、结构参数、最小开阀电压、影响电磁机构吸合以后温升的主要参量作为优化变量,并估计所述各优化变量的取值范围权利要求1. 一种基于蚁群算法的电磁阀电磁机构优化设计方法,其特征在于按如下步骤进行步骤1 选取电磁阀线圈参数、结构参数、最小开阀电压、影响电磁机构吸合以后温升的主要参量作为优化变量,并估计所述各优化变量的取值范围2.根据权利要求1所述的基于蚁群算法的电磁阀电磁机构优化设计方法,其特征在于在步骤14中,所述目标函数是由多目标函数组合而成的单一目标函数,包括芯铁吸合时芯铁与封头的撞击能量、用铜体积、用铁体积以及温升。全文摘要本专利技术涉及电磁阀优化设计领域,特别是一种,该方法选取电磁阀线圈参数、结构参数、最小开阀电压、影响电磁机构吸合以后温升的主要参量作为优化变量,采用蚁群算法进行整体性能指标的优化设计,同时考虑了吸动阶段动态过程,与长期通电工作状态下电磁机构吸持阶段的整体优化,得到满意的设计结果。该方法有利于对电磁阀进行优化设计,从而提高电磁阀的整体性能指标。文档编号G06F17/50GK102254070SQ20111019874公开日2011年11月23日 申请日期2011年7月15日 优先权日2011年7月15日专利技术者程祝媛, 许志红 申请人:福州大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于蚁群算法的电磁阀电磁机构优化设计方法,其特征在于:按如下步骤进行:步骤1:选取电磁阀线圈参数、结构参数、最小开阀电压、影响电磁机构吸合以后温升的主要参量作为优化变量,并估计所述各优化变量的取值范围:,其中,、分别为第i维优化变量的上限、下限,i为变量计数,为优化变量维数;步骤2:对所述各优化变量N等分:用表示第维优化变量子区间长度,则;步骤3:若,为设定的精度,则算法终止,所述各优化变量的最优解为:否则转步骤4;步骤4:初始化蚁群优化过程中用到的各参量,给信息素矩阵中各元素赋一个相同的常数值;设置蚁群优化过程中用到的各常量;将m只蚂蚁随机地分配到第一个优化变量的N个子区间,并将每一只蚂蚁所走过的路径存入m×n的路径存储矩阵中;步骤5:每只蚂蚁s按轮盘赌算法从余下的优化变量中选择下一个优化变量的位置,并将此位置存入所述路径存储矩阵中;步骤6:每只蚂蚁s选择下一个优化变量的位置后,按如下公式对当前所在位置的信息素进行局部更新:其中,ρ表示信息浓度的持久性系数,表示第维优化变量N个区间中信息素浓度最小的区间号,r表示 区间号,表示最大区间号,;步骤7:当m只蚂蚁都完成步骤5、6以后,返回步骤5,开始选择再下一个优化变量,直到所有蚂蚁完成一次周游为止;步骤8:设第只蚂蚁在第维优化变量选择区间,按下式还原每只蚂蚁在各优化变量区间顶点的上下限数值:上式中,、表示第只蚂蚁在第维优化变量所选择区间的下限、上限;步骤9:每只蚂蚁在各维优化变量的取值下,调用动态计算程序,判断电磁机构在规定时间内能否可靠吸合,若不能可靠吸合,转步骤10,若能可靠吸合,则转步骤11;步骤10:调整线圈优化变量,若调整后的线圈参数能够满足优化结构,则转步骤9,否则转步骤14;步骤11:调用电磁机构吸持优化子程序;步骤12:判断吸持优化子程序能否满足优化目标要求,若不能满足优化目标要求,转步骤13,否则转步骤14;步骤13:判断当前的结构等参数在加工过程中是否具有可行性,若可行,则调整影响吸持目标的优化变量,返回步骤9,否则,转步骤14;步骤14:求解目标函数;步骤15:当所有蚂蚁都完成目标函数的求解时,找出蚁群中的最小目标函数,并存储此最小目标函数所对应的各维优化变量的取值;步骤16:判断当前的迭代次数,若迭代次数小于规定的最大循环次数T,则每只蚂蚁按轮盘赌算法选择第一个优化变量所在的区间,进行第一维优化变量局部信息素更新后返回步骤5;否则,若迭代次数大于规定的最大循环次数T,按下式更新全局信息素;上式中,表示次迭代第分量的第个子区间上的信息素,ρ表示信息浓度的持久性系数;:当前蚁群中目标函数的最大、最小值:正常数步骤17:找出T次迭代后的最小目标函数值及其对应的各维优化变量的路径;每个优化变量所在的区间(),按下式缩小变量的取值范围(取):然后,返回步骤2。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:许志红程祝媛
申请(专利权)人:福州大学
类型:发明
国别省市:35

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