几种不确定性优化方法在液压污染控制中的应用

发布时间：2020-05-03 20:40

【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,将各关键点的污染物浓度控制在一定范围内。不必要的过滤器的安装及过分地维护势必会增加系统成本。本研究引入系统优化的思想,寻求系统性能和成本之间的折衷,通过Lingo求解出最优决策。由于在优化建模中存在许多随机、模糊、区间等不确定性的参数,采用多种优化方法结合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两阶段随机、机会约束以及模糊优化方法方面的研究成果,阐述了采用优化思想和多种优化方法对过滤器进行配置的必要性。其次,在典型单回路液压系统的基础上,发展出带旁路的过滤系统。在考虑各种不确定性参数的情况下,建立了基于多种优化参数相结合的区间两阶段随机非线性规划(Interval Two-Stage Stochastic Nonlinear Programming缩写为ITSNP)、区间机会约束非线性规划(Interval Chance-Constrained Nonlinear Programming缩写为ICNP)以及区间模糊机会约束非线性规划(Interval Fuzzy chance-Constrained Nonlinear Programming缩写为IFCNP)等三种非线性规划方法的液压系统过滤器配置决策模型。 本文将ITSNP、ICNP和IFCNP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:(1)改进的模型真实的模拟了污染物侵入产生规律的动态特性;(2)在污染物侵入产生率重度水平下,过滤器的纳垢容量和液压元件的污染敏感度的膨胀(即在一定的概率水平下,过滤器的纳垢容量和元件能够忍受的污染物浓度比标定的浓度偏大。)对最终的优化结果有着显著的影响;(3)IFCNP方法成功的得到了系统最优成本,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IFCNP方法的经济性是以牺牲设计风险为代价的;该方法在实际生产中可作为一种参考手段。
【图文】：

章以一个带旁路过滤系统的典型液压回路为例，建立了ITSNP模型。图2.1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、回油路过滤器以及旁路过滤器等。为了描述污染物的传递规律，对图2.1所示的液压系统作如下假设：（1）污染物均匀分布在液压系统的油液中，除过滤器外污染物不在系统内其它元件内滞留；（2）所有过滤器均为恒定的过滤比，过滤比不随时间变化；（3）认为油箱中没有颗粒污染物的沉降效应；（4）系统的流量为一定值；（5）为简化系统，建模过程中将液压控制元件与执行元件合并为一个复杂元件。液压系统中某一点的污染物浓度与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诸多因素有关。一般而言，液压元件包括过滤器、油箱和其他元件等，，过滤器是污染控制系统中的污染控制元件，而油箱和其他执行控制元件由于工作中磨损产生污染物
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH137

【参考文献】

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本文编号：2648092