基于粒子群算法多目标优化液压支架四连杆

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1、第２４卷第４期工程设计学报Vol．２４No．４２０１７年８月ChineseJournalofEngineeringDesignAug．２０１７DOI：１０．３７８５／j．issn．１００６‐７５４X．２０１７．０４．０１０基于粒子群算法多目标优化液压支架四连杆１２１１赵东波，姚灵灵，袁坤坤，陆金桂（１．南京工业大学机械与动力工程学院，江苏南京２１１８１６；２．东华大学机械工程学院，上海２０００５１）摘要：针对煤矿液压支架四连杆受力计算较为复杂，简化计算时易出现较大误差且稳定性较差的问题，提出从四

2、连杆机构的空间受力出发并结合支架的运动轨迹，采用粒子群优化算法对四连杆机构展开优化研究。首先建立了四连杆优化模型，在优化模型中选取对结果影响较大的参数作为优化变量，以轨迹偏差、连杆长、连杆力之和作为目标函数，根据液压支架设计规范确定约束条件。然后使用粒子群算法对目标函数进行迭代求解并在求解过程中采用惩罚函数法解决优化模型中不等式约束问题。对比优化前后连杆的杆长、受力和稳定性数据，发现优化后的四连杆实现了轻量化，且受力较小，稳定性提高。研究结果对四连杆的设计有实际参考价值。关键词：液压支架四连杆；

3、粒子群算法；优化中图分类号：TD３５５文献标志码：A文章编号：１００６‐７５４X（２０１７）０４‐０４３３‐０７Multi‐objectiveoptimizationforfour‐barmechanismofhydraulicsupportbasedonparticleswarmoptimizationalgorithm１２１１ZHAODong‐bo，YAOLing‐ling，YUANKun‐kun，LUJin‐gui（１．SchoolofMechanicalandPowerEngineeri

4、ng，NanjingTechUniversity，Nanjing２１１８１６，China；２．SchoolofMechanicalEngineering，DonghuaUniversity，Shanghai２０００５１，China）Abstract：Takingintoaccounttheproblemsoflargeerrorandpoorstabilitybecauseofthecom‐plicatedforcecalculationoffour‐barmechanismofcoalhydr

5、aulicsupport，amethodofparticleswarmoptimizationisproposedtooptimizethefour‐barmechanismcombinedwiththespaceforceofthefour‐barmechanismandmovementtrajectories．Firstly，thefour‐barmechanismopti‐mizationmodelwasestablished．Then，theparametershavinggreater

6、impactonresultswerese‐lectedastheoptimizationvariablesintheoptimizationmodel，andthesumoftrajectorydeviation，connectingrodlengthandconnectingrodforcewastakenastheobjectivefunction，andtheconstraintscouldbedeterminedaccordingtodesignspecificationofthehy

7、draulicsupport．Lastly，theparticleswarmoptimizationalgorithmwasusedtosolvetheobjectivefunctionandthepenaltyfunctionmethodwasusedtosolvetheproblemsofinequalityconstraintsintheoptimiza‐tionmodel．Thepurposesoflightweight，lessforce，highstabilityaftertheop

8、timizationofthefour‐barmechanismwereachievedbythecomparisonofrodlength，stressandstabilitydatabe‐foreandafteroptimization．Theresultsindicatethatthemethodhaspracticalreferencevalueforthedesignofthefour‐barmechanism．Keywords：four‐barmechanismofhydraulic