专利名称：基于粒子群优化方法的轴向柱塞泵配流盘优化设计方法
技术领域：
本发明属于轴向柱塞泵的智能优化设计领域，具体涉及一种基于粒子群优化方法的轴向柱塞泵配流盘优化设计方法。
背景技术：
液压轴向柱塞泵是机械装备中最重要的液压基础件，广泛地应用现代工业机械系统中，但是轴向柱塞泵又是液压传动中最主要的振动和噪声源，而其结构噪声与流体噪声主要是在配流过程中产生的，轴向柱塞泵的柱塞液压缸，工作时不断进行高低压转换，充满低压油的柱塞液压缸突然和高压油腔接通时，高压油会瞬间向缸中倒流，产生液压冲击和噪声；同样，充满高压油的柱塞液压缸突然和低压油腔接通时，缸中的高压油瞬间流向低压腔，也会产生液压冲击和噪声，对于同一个柱塞泵，工作压力越高，柱塞腔与配流窗口接通初期阻尼槽两端的压差越大，液压冲击现象越剧烈，严重时还会在配流盘表面和柱塞窗表面出现明显的麻点和很深的蜂窝状蚀坑，同时伴有剧烈的噪声，由于柱塞泵的配流噪声和配流盘结构直接有关，因此，研究轴向柱塞泵流量脉动机理，对其结构结构参数进行优化设计具有重要的理论意义工程实际价值，也是降低噪声污染、改善工作环境的工业性环保要求的体现。柱塞泵配流盘配作为轴向柱塞泵的重要组成元件，目前，对于配流盘阻尼槽结构参数，主要是开口角、深度角、开口角、配错角等设计主要是依靠经验参数来确定，造成柱塞泵会产生较大的流量脉动和压力冲击，通过优化设计，可以减少结构设计过程的盲目性，提高机械零件的设计品质，降低流体的噪声，本技术方案通过流量脉动数学模型分析，建立配流盘阻尼槽结构参数与流量脉动、压力冲击之间的函数关系，由于其参数的优化是一个多维的非线性离散优化问题，并且优化过程中需要不断求解非线性微分方程，在已有的参考文献中，采用遗传算法优化结构参数，但遗传算法是二进制，需要复制、遗传、变异等多个复杂的操作，且容易收敛于局部极值点，优化效果不理想。
发明内容
本发明的目的是克服传统的优化设计方法效率低，避免过早收敛于局部极值点的缺陷，提出一种能够实现全局优化的基于粒子群优化方法的轴向柱塞泵配流盘优化设计方法。本发明的基于粒子群优化方法的轴向柱塞泵配流盘优化设计方法，按照如下步骤完成:第一步、确立轴向柱塞泵配流盘结构中的宽度角Q1、深度角02、开口角$、配错角％为优化设计的变量参数；第二步、对于待优化的设计变量开口角Q1、深度角02、开口角$、配错角钝，根据轴向柱塞泵减少流量脉动的设计要求，通过流量脉动模型建立配流盘阻尼槽结构参数与流量脉动、压力冲击之间的关系，即:
权利要求
1.一种基于粒子群优化方法的轴向柱塞泵配流盘优化设计方法，其特征在于:按照如下步骤完成: 第一步、确立轴向柱塞泵配流盘结构中的宽度角Q1、深度角Θ2、开口角φ、配错角％为优化设计的变量参数； 第二步、对于待优化的设计变量开口角Q1、深度角θ2、开口角Φ、配错角％，根据轴向柱塞泵减少流量脉动的设计要求，通过流量脉动模型建立配流盘阻尼槽结构参数与流量脉动、压力冲击之间的关系，即:
2.如权利要求1所述的基于粒子群优化方法的轴向柱塞泵配流盘优化设计方法，其特征在于:所述步骤一中变量参数的取值范围如下:阻尼槽的宽度角Q1大于15°且小于40°，深度角02大于60°且小于100°，开口角小大于10°且小于60°，配错角％取值范围为0°至90°。
3.如权利要求1所述的基于粒子群优化方法的轴向柱塞泵配流盘优化设计方法，其特征在于:上述步骤三中:粒子数m取值范围为10 30，惯性权值的最大最小值取值范围为:.0.8 ≤ wmax ≤ 1.2,0.1 ≤ Wmin ≤ 0.4，加速常数取值范围为(KRJR2 ≤ 2，R3-R4 ≥ I,最大限制速度Vmax取值范围为I 1.5。
全文摘要
本发明公开了一种轴向柱塞泵的智能优化设计方法，特别是公开了一种基于粒子群优化方法的轴向柱塞泵配流盘优化设计方法；以无压差过渡条件下的压力梯度峰值最小为目标函数，对配流盘结构参数进行优化设计。本发明以开阻尼槽的对称偏转式配流盘为基础，建立轴向柱塞泵每个柱塞缸孔吸油完毕进入预升压区预升压特性微分方程和每个柱塞缸孔排油完毕进入预卸压区预卸压特性微分方程，应用加速度自适应粒子群优化算法的多粒子并行搜索的更新机制，求得配流盘的结构参数最佳匹配，本发明为降低泵中的压力冲击，抑制噪声等问题提供高效的解决方案。
文档编号G06F17/50GK103164583SQ20131009962
公开日2013年6月19日 申请日期2013年3月26日 优先权日2013年3月26日
发明者魏秀业, 王福杰, 逯子荣, 唐菀洋 申请人:中北大学