基于MATLAB遗传算法工具箱的组合涡旋型线优化.pdf

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1、FLUIDMACHINERYVo1．38，No．7，2010文章编号：1005----0329(20l0)07—oo24—03基于MATLAB遗传算法工具箱的组合涡旋型线优化刘涛，吴虎(兰州理工大学，甘肃兰州730050)摘要：在涡旋压缩机型线的设计中，为了提高涡旋盘的面积利用率、涡旋压缩机的吸气容积，针对组合涡旋型线，建立了以组合涡旋型线行程容积为目标函数的数学模型。基于MATLAB遗传算法工具箱，对该目标函数进行优化，将优化结果与不同参数下组合型线及单一渐开线的行程容积对比，得到了行程容积较大的优化组合涡旋型线。关键词：组合型线；涡旋压缩机；优化；母线中图分类号：H45

2、5文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2010．07．006OptimizationofHybridScrollWrapsBasedonMATLABGeneticAlgorithmToolboxLIUTao．WUHu(LanzhouUniversityofTechnology，Lanzhou730050，China)Abstract：Inthescrollcompressordesign，inordertoimproveareautilizationofscrollplateandstrokevolumeofthescrollcompre

3、ssor，themathematicalmodelwasestablishedwhichmadethestrokevolumeastheobjectivefunctionforhybridwrapsscrollprofile．BasedonMATLABgeneticalgorithmtoolbox，theobjectivefunctionwasoptimized．Theoptimalresuhshowsthathybridwrapsscrollprofilehaslargerstrokevolumebycomparingtheoptimalresuhwithhybridwr

4、apsprofileunderthediferentparametersandinvoluteprofile．Keywords：hybridwraps；scrollcompressor；optimization；generatrix1引言2组合涡旋型线目前涡旋型线的设计研究中，JamesW．Bush2．1母线方程的建立提出了组合型线的设计思路，得到的组合型线可由微分几何学中的平面曲线理论，可知通用以提高涡旋盘的面积利用系数，王立存基于小生型线的控制方程j：境遗传算法对泛函集成涡旋型线进行了优化，得dRd6=尺‘g(＼1)，到了压缩比较大的涡旋型线¨。。MATLAB专门设计的

5、遗传算法与直接搜索工具箱GeneticAlgo-如图1所示，R是啮合点处的法向矢量，R是与垂直的分矢量，咖是尺的矢量角，是型rithmandDirectSearchToolbox，可以处理传统的线相对于基圆的展开角，=一7／"，R和R是优化技术难以解决的问题，包括那些难以定义或不便于进行数学建模的问题，可以解决目标函数关于的函数。较复杂的问题，这为组合涡旋型线的优化提供了依据平面曲线理论和通用型线的控制方程可能J。本文针对文献[4]所提出的基圆渐开线(1)，传统的基圆渐开线和圆弧是稳定的涡旋型一高次曲线一圆弧的组合型线，以涡旋压缩机的线，动、静涡旋盘啮合作圆的平动，因此，内

6、圈选用行程容积为目标函数，基于MATLAB遗传算法工基圆渐开线．夕圈选用圆弧，可以有较大的面积利具箱对其进行优化。用系数；而中间的过渡型线，是满足方程(1)和连收稿日期：20o9一l2—O8基金项目：国家自然科学基金项目(50965011)；甘肃省自然科学基金项目(0710RJZA061)2010年第38卷第7期流体机械接点的约束条件的高次曲线。f【9g-(R：，k)si、ngo-k(≤<，)(6)Y=一(R3+k)cos~o⋯⋯式中R=0——调节圆弧半径和圆心的参数，若k=0，则为圆弧半径，——型线的最大展开角2．2内、外壁涡旋型线的生成由组合型线生成内、外壁涡旋型线，可

7、以用传统的展成法或法向等距线法。法向等距线法对D型线的涵盖更具普遍性，它不仅可以构造出单一型线的动、静涡盘型线，而且还可以为组合型线的图1R和以及各角度关系设计提供可能。用幂级数形式表达的高次曲线：已知组合涡旋型线的母线，进而得到另一条R=C0+C1咖+c2++C3咖(2)对称的母线，基于法向等距理论对所建立的母线R=Cl+2c2咖+3c3(3)的型线方程法向平移R。／2，就会得到内、外壁型用通用涡旋型线理论给出组合型线母线的方线方程，于是可以得到另一母线方程和它对应的程为：内外壁型线方程。，，一401、、、2．3