基于NSGA-Ⅱ算法的电容称重传感器抗偏载能力的优化.pdf

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1、第26卷第1l期传感技术学报Vo1．26No．112013年11月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSNOV．2013TheOptimizationforAnti-BiasLoadofCapacitanceWeighingSensorBasedonNSGA-ⅡAlgorithmGUOWei，WANGJian，LIJutao(KeyLaboratoryofMechanismTheoryandEquipmentDesignofMin~tryofEducation，Tian

2、finUniversity，Tinnjin300072，China)Abstract：Inordertomeettherequirementsofimprovingtheanti—biasloadcapabilityontheconditionthatthechangesofminimumidentifiedpolarpitchofcapacitanceweighingsensorcanbeguaranteed，themulti—goalsoptimizationstudyforthesensorha

3、sbeenmade．Andtherelationshipbetweenthemechanicalperformanceandstructuralparametershasbeenanalyzedandcalculated，theoptimizedmodelwithmulti—goalsforcapacitanceweighingsensorwithprecision0．001gisestablishedbasedonitsguideperformanceandbendingperformanceast

4、heoptimizinggoal；theimprovednon-dominantdecipheringgeneticalgorithm(NSGA一1I)intheoptimizedsoftwareofIsightforgettingtheParetooptimalsolutionsetisapplied，andtheaccuracyoftheoptimizedresultsbyfiniteelementshasbeenverified；Thestudyshowsthat，theaffectoncapa

5、citanceprecisionbybiasloadhasbeenshieldedatthepremisethatthechangesofminimumidentifiedpolarpitchofcapacitanceweighingsensorcanbeensured，theresultsareofstrongpractica1．Keywords：capacitanceweighingsensor；multi—goalsoptimization；NSGA-Ⅱalgorithm；paretooptim

6、alsolutionsetEEACC：7320Cdoi：10．3969／j．issn．1004—1699．2013．11．012基于NSGA一11算法的电容称重传感器抗偏载能力的优化木郭伟，王建，李巨韬(天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室，天津300072)摘要：为了满足在保证电容称重传感器最小识别极距变化的同时达到提高其抗偏载能力的要求，对传感器进行了多目标优化的研究。分析计算了电容称重传感器力学性能与结构参数之间的关系，建立了以其导向性能和抗弯性能为优化目标的o．001g精度电容称重传感器

7、的多目标优化模型。应用IsighI优化软件中的改进型非支配解遗传(NSGA—II)算法得到电容称重传感器的Pareto最优解集，并通过有限元验证了优化结果的准确性。研究表明，在保证电容称重传感器最小识别极距变化的前提下，极大地屏蔽了偏载对电容精度的影响，结果具有很强的实用性。关键词：电容称重传感器；多目标优化；NSGA—lI算法；Pareto最优解集中图分类号：TH711文献标识码：A文章编号：1004—1699(2013)11—1532—05传感器是电子天平中的核心元件，它的性能很感器是至关重要的作

8、用⋯。针对电容称重传感器，大程度上决定了电子天平的整体性能。如图1所国内外学者进行了一系列的研究。李瑾等学者研究示，电容式压力传感器是以具有可动极板的电容器了电容传感器灵敏度与结构的关系，分别用混合惩作为压力传感元件，将外部压力转化为电容值变化罚函数法和约束降维法对电容传感器进行了优化设的器件⋯，其特点是结构简单、工艺性好、灵敏度计。王小鑫等学者以电容传感器灵敏度为优化高、侧向刚度大、线性好、抗横载及偏载能力强J，目标，利用正交试验对电容传感器进行了优化