基于Nelder—Mead算法的插装阀AMESim仿真模型优化设计

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1、2011年1月机床与液压Jan．2011第39卷第1期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．39No．1DOI：10．3969／j．issn．1001～3881．2011．01．026基于Nelder—Mead算法的插装阀AMESim仿真模型优化设计马昌训，吴运新‘，唐宏宾，高明(1．中南大学机电工程学院，湖南长沙410083；2．三一重工智能控制设备有限公司，湖南长沙410100)摘要：详细分析二通插装阀的数学模型，建立其流量与进出口压差之间的关系，利用AMESim中的HydraulicCompo．pentDesign(HCD)库搭建二通插

2、装阀的仿真模型。根据无导数的Nelder-Mead单纯形优化算法理论，借助Matlab对模型的结构参数进行优化。采用优化结果仿真得到的流量一压降特性曲线与期望特性曲线相当接近，验证了仿真模型的准确性和优化方法的有效性。关键词：二通插装阀；AMESim仿真；HCD模型；Nelder—Mead单纯形；优化设计中图分类号：THI37文献标识码：A文章编号：1001—3881(2011)1—086—3OptimizationDesignofCartridgeValve’SAMESimModelBasedonNelder．MeadSimplexMethodMACha

3、ngxun，WUYunxin，TANGHongbin，GAOMing(1．CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，CentralSouthUniversity，ChangshaHunan410083，China；2．SanyIntelligentControlDeviceCo．，Ltd．，ChangshaHunan410100，China)Abstract：Basedonmathematicalmodelofcartridgevalve，therelationshipofflowrateanddiferenc

4、esbetweenimportandex—portWaSestablished．Thesimulationmodelofcartridgevalvewasbuiltusinghydrauliccomponentdesign(HCD)libraryinAMESim。ThestructuralparameterswereoptimizedbyMatlabaccordingtotheno—derivativetheoryofNelder-Meadsimplexmethod．Bycompa-ringtheoptimizedcharacteristiccurveof

5、flowrate—pressuredropwithexpectation，theresultshowthatthemodelisaceurateandtheoptimizationisvalid．Keywords：Cartridgevalve；AMESimsimulation；HCDmodel；Nelder—Meadsimplexmethod；Optimizationdesign混凝土泵车是将用于泵送混凝土的泵送机构和用法理论并借助Matlab进行仿真模型参数优化设计。于布料的臂架集成在汽车底盘上的专用车辆，因其灵1二通插装阀的数学模型活、高效率、高自动化

6、程度及良好的机动性能而在工程中得到广泛应用。因混凝土泵车泵送系统具有流量大、换向频率高的特点，插装阀组成为泵送系统的关阀套键部件之一。密封圈插装阀是20世纪70年代发展的一种结构简单，阀芯标准化、通用化程度高，通流能力大，液阻小、密封弹性能和动态性能好的新型液压控制阀⋯。为了研究混凝土泵车泵送液压系统的工作性能及液压件的故障，密封需对泵送系统建立AMESim模型并进行仿真。作为泵送液压系统的关键部件，二通插装阀组模型的正确性直接决定了系统的实用性与可靠性，作者是利用LMS．IMAGINE．LAB公司的AMESim7．0为仿真环境建立插装阀的仿真模型，以美国

7、Viekers公司的插装阀CVI．32一D20为研究对象，标定的流量一压差特性曲线为期望特性曲线，对插装阀的主要特征参数进行分析研究，根据无导数的Nelder—Mead单纯形优化算图1二通插装阀结构收稿日期：2009一l2—09基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划)重点项目(2008AA0428—01、2008AA0428—02)作者简介：马昌训(1985一)，男，硕士研究生，主要研究方向为混凝土泵车泵送液压系统性能与故障诊断。电话：13212638745，E—mail：tesuin@hotmail．coin。第1期马吕训等：基于Nelder—Me

8、ad算法的插装阀AMESim仿真模型优化设计·87·二通插装阀由插