基于精英策略遗传算法的主动隔振系统集成优化设计.pdf

《基于精英策略遗传算法的主动隔振系统集成优化设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第l期机械设计与制造2011年1月MachineryDesign&Manufacture67文章编号：1001—3997(2011)01—0067—03基于精英策略遗传算法的主动隔振系统集成优化设计：i：张屹张虎夏敏敏方子帆何孔德(三峡大学机械与材料学院，宜昌443002)IntegratedoptimizationdesignforactivevibrationisolationsystembasedonelitiststrategygeneticalgorithmZHANGYi，ZHANGHu，XIAMin—min，FANGZi—fan，HEKong-de(Col

2、legeofMechanical&MaterialEngineering，ChinaThreeGorgesUniversity，Yichang443002，China)I【摘要】针对传统主动隔振系统先设计结构参数后设计控制器的方法很难达到全局最优这一问17题，本文提出一种采用精英策略遗传算法对结构参数和控制参数进行集成优化的方法。该方法将主动!I隔振系统机械结构及LQG控制器的设计结合起来，以隔振平台加速度，隔振系统动挠度和底座动位移j；三者总加权均方根为性能指标，对主动隔振系统进行集成优化。通过理论分析与仿真结果表明此方法：I能有效提高主动隔振系统的隔振效果。Ij关

3、键词：主动隔振系统；遗传算法；LQG控制；集成优化!；【Abstract】Duetothetraditionaldesignmethodofactivevibrationisolationsystt3misthatthecon一；?trollerparameters’designfollowsstructuralparameters’design，themethodcannotobtaintheglobalapti一!jmumperformancesforanactivevibrationisolationsystem，Itpresentsanapproachtoin

4、tegratestructurali；andcontrolparametersoptimizationforsystembasedontheelitiststrategygeneticalgorithm．This；?method，whichtakesthetotalweightedrootmeansquareoftheaccelerationofisolationplatform,一!jnamicdeflectionofisolationsystemandthedynamicdisplacementofthebaseasoptimizationperformancej

5、{indicators，combinesmechanicalstructuredesigrtandLQGcontrollerdesignforintegratedoptimizationof；!activevibrationisolationsystem．Thetheoreticanalysisandsimulationresultsdemonstratethatthemethod：●●icanefectiveimproyetheisolationefectofactivevibrationisolationsystem．jjKeywords：Activevibrat

6、ionisolationsystem；Geneticalgorithm；Integratedoptimization；LQG；?control!、L⋯．-．⋯．-．⋯一⋯一m．-．-．-．_．⋯．_．⋯一．◆¨-．-．¨_．_～一-．-．-．_．_¨⋯／中图分类号：TH16，TB53文献标识码：A随着精密工程领域的迅猛发展，对隔离外界环境振动提出了阴，优化方法采用精英策略遗传算法。主动隔振平台集成优化设越来越高的要求。主动隔振系统是实现超精密加工、检测、定位的关计步骤，如图1所示。键设备。如何有效提高其隔振效果是相关领域研究人员普遍关心的问题。随着计算机技术的发展，多

7、种控制方法已应用于超精密隔振确定主动隔振系统结构参数及性能指标平台的控制m中，如最优控制，PID控制，模糊控制，神经网络控制等。目前主动隔振系统的设计，先是通过优化理论来设计隔振系统确定约束条件及目标函数lI建立遗传算法初始种群的机械结构参数，然后通过一种控制策略来设计控制器。这种设计确定主动隔振系统数学模型方法没有考虑主动隔振系统的机械结构与控制系统之间的耦合，虽然在前后两步设计中都应用了优化设计思想，但这种设计方法很难设计LQG控制器达到全局最优，在实际应用中往往达不到预期的效果。计算种群适应度函数值ll由遗传算法产生新的结构参数将系统机械结构及