倪軍亮

摘 要：本文介紹了一種四連桿門座起重機(jī)變幅系統(tǒng)的優(yōu)化方法。將優(yōu)化系統(tǒng)歸納為10維、5個(gè)目標(biāo)函數(shù)、19個(gè)約束條件的數(shù)學(xué)模型，并用Matlab對(duì)該模型進(jìn)行最優(yōu)化求解。

關(guān)鍵詞：門座起重機(jī)；變幅系統(tǒng)；優(yōu)化；Matlab

在四連桿門機(jī)中，變幅系統(tǒng)的優(yōu)劣直接影響到了整機(jī)的性能。因此對(duì)整個(gè)變幅系統(tǒng)各部件尺寸的選擇顯得至關(guān)重要。

下面介紹如何建立有效的數(shù)學(xué)模型，并通過Matlab對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。

1 建立數(shù)學(xué)模型

設(shè)計(jì)變量、目標(biāo)函數(shù)和約束條件稱為優(yōu)化數(shù)學(xué)模型中的三要素。

本文將優(yōu)化系統(tǒng)歸納為10維。5個(gè)目標(biāo)函數(shù)，共有19個(gè)約束條件。

我們對(duì)四連桿臂架的要求是：首先要求在整個(gè)變幅過程中由吊重產(chǎn)生的對(duì)臂架的力矩要盡可能小，然后是吊重在整個(gè)變幅過程中的落差要小，最后是希望臂架裝置整體結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕。（圖1）

2 基于Matlab的優(yōu)化計(jì)算

Matlab對(duì)于解決此類的多目標(biāo)優(yōu)化有著很好的辦法，前面總共講了5個(gè)目標(biāo)函數(shù)，所以這是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的多目標(biāo)的優(yōu)化問題，可以用fgoalattain函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化規(guī)劃。計(jì)算步驟如下：

①將目標(biāo)函數(shù)編制成M文件。②將非線性不等式約束條件也編制成M文件。③用相關(guān)Matlab程序語句調(diào)用fgoalattain函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算。

3 工程實(shí)例

運(yùn)用上述方法對(duì)公司45T四連桿門機(jī)進(jìn)行計(jì)算，發(fā)現(xiàn)各個(gè)數(shù)據(jù)指標(biāo)都有了不同程度的優(yōu)化，尤其是變幅力矩，這一最為關(guān)鍵的數(shù)據(jù)減少了近50%，很好的起到了優(yōu)化變幅機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)功率的目的，同時(shí)也提高了整機(jī)工作時(shí)的穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

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[2]嚴(yán)正宏.起重機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)，2008.

[3]陳飛婷.基于遺傳算法的變幅機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，2004.