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《东北大学》 2006年
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遗传算法的改进研究及其在压缩机性能分析与优化中的应用

田方  
【摘要】:滑片压缩机广泛用于各种中、小型压缩空气装置和小型空调制冷装置中。其主要优点是结构简单、制造容易、操作和维修保养方便,消耗功率小、排气量大。随着应用领域的拓宽,滑片式压缩机也正在逐渐得到人们的重视,新产品开发和传统机型的改进研究一直受到工程界的关注。本文在研究滑片压缩机性能的基础上,建立了压缩机性能参数优化模型,将遗传算法引入压缩机的优化设计之中,在降低压缩机摩擦功率和润滑所需的喷油量确定方面做了优化探索,包括以下几方面的工作: 对标准遗传算法进行了改进研究,使之应用于压缩机优化设计成为可能。所做的主要改进研究有:对编码机制的研究,提出了一种对同一个体的不同基因采用不同的编码的混合编码方式,这种方式更适合于设计变量的数据类型不相同的情况下对变量的编码;改进了标准算法中的遗传算子,采用基于方向的交叉和变异算子,比例选择与精英保留相结合的选择算子提高了算法的收敛性和计算效率;对初始种群的产生引入重组、筛选和修复算子,使得到较为理想的初始种群成为可能,有利于提高遗传运算的收敛性和可靠性;提出了基于惩罚和修复策略的约束处理方法,解决了单一使用修复或惩罚方法时所遇到的难以解决的问题,方便了遗传算法在约束优化问题中的应用,提高了遗传算法在工程优化问题中的适用性。 对滑片式压缩机的压力状态、传热状态进行了理论分析并建立了计算模型,还通过试验测试验证了理论模型的适用性,取得了较为一致的结果;通过对压缩机泄漏问题的分析研究,给出了泄漏部位和泄露特征,对气体和液体的泄漏建立了相应的计算模型;对压缩机的动力学特性进行了详细分析,并应用Matlab对上述内容进行模拟,清楚地反映了压缩机主要动力参数的变化规律及影响因素,为压缩机的设计及参数的选择提供有益参考。 利用本文提出的改进遗传算法对压缩机面积利用系数的优化研究取得了与理论分析相一致的结果;采用相同方法进行的压缩机摩擦功率的优化研究,找到了在保证一定排气量的前提下能够使得压缩机摩擦功率降至最小的结构参数,与同排量的机型相比,优化结果可使摩擦功率下降17.28%;通过对喷油量的优化分析得到了在满足所设定的约束条件下使得喷油量达到最小的参数值和组合方式,喷油量可以减少9.87%,对提高压缩空气的洁净度和油气分离元件的使用寿命具有实际意义。
【学位授予单位】:东北大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TH45

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 柯常忠;空压机气阀运动分析及其结构参数优化研究[D];武汉理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 张君;滑片式空气压缩机关键部件的性能分析和研究[D];沈阳工业大学;2012年
2 陈金兰;优化方法应用与推广技术的研究[D];福建农林大学;2008年
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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6 姜明辉;袁绪川;;基于GA优化的个人信用评估SVM模型[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
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8 李枚毅;游维;蔡自兴;;多样度和适应度引导的遗传算法操作概率计算研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
9 张志华;王莉;刘洪;;最大化网络广告收入的投放决策[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
10 赵瑞艳;李树荣;张晓东;苗荣;;基于混合遗传算法的热传导系统最优控制问题求解[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨书召;受限空间煤尘爆炸传播及伤害模型研究[D];河南理工大学;2010年
2 张杏莉;几何约束求解关键问题研究[D];山东科技大学;2010年
3 樊建聪;分布估计学习算法研究[D];山东科技大学;2010年
4 李佳;载人潜器阻力性能的数值和试验预报及外形优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 张亚娟;适应性企业战略协同机制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 谭枫;介入式文化算法及其应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 陆满君;通信辐射源个体识别与参数估计[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 戴运桃;粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 曹宇;利用遗传算法对声障板优化设计的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 李晚龙;六自由度Stewart平台分散智能控制研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 万成;动态环境下的元胞遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
2 李坤;参数参与进化的自适应遗传算法研究[D];南昌航空大学;2010年
3 亓玉栋;矿井冰制冷降温系统能效测试与诊断[D];山东科技大学;2010年
4 赵永梅;方钢管混凝土火灾条件下温度场和温度应力研究[D];山东科技大学;2010年
5 吴香庭;基于遗传算法的K-means聚类方法的研究[D];山东科技大学;2010年
6 马水松;多目标遗传算法与非支配集的构造研究[D];山东科技大学;2010年
7 李臻;城市公交车辆智能调度优化研究[D];山东科技大学;2010年
8 朱国凯;泰安市农村公路典型路面结构研究[D];山东科技大学;2010年
9 纪二云;基于改进遗传算法的电力系统无功优化的研究[D];山东科技大学;2010年
10 施晓坤;煤炭企业人才结构优化[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴杰,张其林,杨永华;预应力桁架优化设计[J];四川建筑科学研究;2004年01期
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10 耿平,刘静,曾梅光;多变元非线性复杂系统的优化与模拟退火算法[J];东北大学学报;2002年03期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 任全民;非平稳信号特征提取方法在超高压压缩机故障诊断中的应用研究[D];大连理工大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 聂清风;汽车空压机气阀运动规律及容积效率的研究[D];武汉理工大学;2003年
2 张增营;往复式压缩机环状阀工作过程冲击应力分析[D];广西大学;2004年
3 张永栋;基于多目标遗传算法的涡旋型线形状优化设计研究[D];重庆大学;2004年
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5 吴伯才;船舶轴带制冷压缩机暖冰蓄冷空调方案研究[D];上海海事大学;2004年
6 孙学亮;往复压缩机压开吸气阀气量调节的理论与实验研究[D];浙江大学;2006年
7 王宁峰;冰箱压缩机声场数值分析及降噪优化[D];浙江大学;2005年
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9 陈刚;往复式压缩机网状阀设计软件开发[D];广西大学;2006年
10 张蕊;阀配流式活塞式压缩机变排量控制系统的研究[D];浙江大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 魏月兴;许林;陈小前;;基于MQ径向基序贯近似建模的联合优化方法[J];计算机仿真;2010年08期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前6条
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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8 张长林,余建星,杨振国;非线性约束最优化问题的多目标模拟退火算法[J];复旦学报(自然科学版);2003年01期
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【相似文献】
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7 方良周,段启筠,李斌,刘欣,佟杰新;遗传算法在挖掘机反铲装置优化中的运用[J];沈阳建筑工程学院学报;1998年03期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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6 姜楠;张春森;;遗传算法在图像模板匹配中的应用[A];高精度几何量光电测量与校准技术研讨会论文集[C];2008年
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6 方娟;基于移动代理的网格资源监控技术的研究[D];北京工业大学;2005年
7 崔晓芳;箱型结构焊接变形预测、控制及应用[D];大连交通大学;2005年
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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6 梁云静;基于遗传算法的主题爬虫搜索策略研究[D];湖北工业大学;2010年
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8 李振业;多向变异遗传算法及其优化神经网络的研究[D];华南理工大学;2011年
9 栾丽霞;遗传算法在潍坊商校排课系统的研究与应用[D];电子科技大学;2011年
10 王辉;基于改进遗传算法的物流配送路径优化研究[D];山东科技大学;2010年
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