模糊参数优化在液压系统污染控制中的应用研究

发布时间：2020-04-28 02:00

【摘要】： 控制液压系统污染的关键问题之一是合理地设计和维护过滤系统,降低各关键点的污染度,但势必会增加系统成本。通过引入优化的思想,达到系统性能和成本之间的折衷,从而制定最优决策是非常必要的。由于在优化建模中存在许多模糊、不确定的参数,采用模糊的不确定性优化理论和方法对过滤器进行优化配置研究具有十分重要的意义。本文首先总结了国内外液压系统污染控制和模糊优化方法方面的研究成果,阐述了采用优化思想和模糊优化方法对过滤器进行配置的必要性。其次,以典型单回路液压系统为研究对象,在考虑诸多模糊参数的情况下,建立了基于模糊参数的整数线性规划(FPILP)方法的液压系统过滤器配置决策模型,并将FPILP方法所求得的结果与确定性及区间参数规划方法进行了对比和分析。本文将诸多不确定性参数表示成区间模糊数的形式,建立了基于区间模糊整数线性规划(IFILP)和区间模糊二次整数线性规划(IFQILP)方法的液压系统过滤器配置决策模型。将FPILP、IFILP和IFQILP方法分别求得的最优解从理论上进行了对比和分析研究。研究结果表明(a)在污染物侵入/产生率水平为重度时模糊优化能够有效降低系统成本最优值;(b)同时设置吸油路和回油路过滤器能够以最低的成本降低系统污染度,但当污染物侵入/产生率水平为重度时有较大的风险性;相比较而言,此时同时设置吸油路和压力油路过滤器能够有效降低液压系统污染度,取得更好的过滤效果;(c)虽然IFILP方法使系统成本最优值较低,但区间模糊因子为1,即各过滤器的纳垢容量约束为紧约束,故IFILP方法的经济性是以牺牲设计风险为代价的;虽然IFQILP方法增大了系统成本最优值,缩短了过滤器滤芯更换周期,但各关键点区间模糊因子均为零,即在系统成本和设计风险间达到了良好的折衷。最后,考虑到实际问题的需要,设计了一套典型单回路液压污染采样测试主系统、液压污染采样测试系统采样设备和液压污染采样测试注入系统,并制定了液压污染采样测试系统的试验步骤和方法。该系统能够达到有效控制液压系统内部污染循环、测定液压系统污染度的要求。
【图文】：

单回路,液压系统图

2.3所示为一典型单回路液压系统，包括油箱、液压泵、液压控制（执行）元件、吸油过滤器、压力油路过滤器和回油路过滤器等。为了建立液压系统污染传递方程，对图2.3所示的液压系统作如下假设：（1）污染物在油液内均匀分布，除过滤器外系统内其它元件不滞留污染物；（2）所有过滤器均为理想的比例控制器，对于任何颗粒范围的过滤比 β 保持不变；（3）各个元件的污染物侵入/产生率不变；（4）不考虑颗粒污染物在油箱中的沉降效应；（5）系统的流量为一定值；（6）为简化系统，将液压控制元件与执行元件合并为一体考虑其污染状态。液压系统中某一点的污染度取决于污染物侵入系统的位置、污染物侵入率、过滤器的安装位置以及过滤精度等一系列因素。按照在污染控制系统中的作用，液压元件基本上可分为过滤器、油箱和其他元件等，，过滤器是污染控制系统中的污染控制器，而油箱和其他元件由于工作中磨损产生污染物，或通过某些部位从外部侵入污染物，因而可视为系统内的污染源。根据这三类元件的污染传递方框图可以画出任何液压系统的污染传递方框图，图2.3所示的典型单回路液压系统的污染传递方框图如图2.4所示。根据图2.4

液压污染,主系统

12,17—过滤器 3—截止阀 4—节流阀 5,13,16,18—油液取样设备 7,染物注入系统 8—加载阀 10—流量计 11—热冷却器 15—油箱 20—图 5.1 液压污染采样测试主系统的计算与选择也是液压系统设计不可缺少的一部分,简单介绍泵的选择压泵的最大工作压力 pp： p= p+∑ Δp=+MPa=Mp161()17max出口到执行元件入口之间的管路损失，取1MPa。压泵的流量Qp： QkQ1 .1100L/min110L/minp≥ =×=，其中k为。型不同类型液压泵对液压系统污染度的影响，同时也为了后续研同液压泵的污染敏感度、耐污染能力与污染物颗粒尺寸、运动
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH137

【引证文献】