[发明专利]基于遗传算法的大型高速回转装备误差分离优化方法

说明书

本发明提出了基于遗传算法的大型高速回转装备误差分离优化方法，步骤一、建立优化传感器安装角度优化目标函数；步骤二、根据优化目标函数建立遗传算法的适应度函数；步骤三、设定各个参数的约束条件；步骤四、利用遗传算法对传感器S2和传感器S3相对于传感器S1的安装角度α和β进行寻优；步骤五、根据寻优结果对最优安装角度对应的叶片编号进行确定。本发明根据遗传算法优化得到的叶片编号安装三个传感器，对叶尖间隙数据进行测量并进行误差分离，可有效避免误差分离过程中的谐波抑制现象，提高误差分离精度。

技术领域

本发明涉及基于遗传算法的大型高速回转装备误差分离优化方法，属于大型高速回转装备误差分离优化技术领域。

背景技术

大型回转装备转静子间隙的装配均匀化是评价其装配质量的重要指标。以航空发动机为例，叶尖间隙分布不均匀，会导致转子振动、推力减小、可靠性差、工作效率低、油耗高、气动性能差。在严重情况下，还会引起压气机喘振、转子摩擦、叶片摩擦断裂和严重的发动机故障。当前大型高速回转装备转静子间隙的测量技术以及较为成熟，但对间隙的控制方法较为缺乏。事实上，间隙的大小受到多种因素的影响，包括大型高速回转装备静子内壁的圆度误差，转静子安装偏心以及大型高速回转装备转子的回转误差。对这些误差进行分离并以此为基础对大型高速回转装备的装配过程进行指导有利于改善其转静子间隙的均匀性。此前已经有了一种基于三传感器单转位法的多误差分离算法，该算法以在大型高速回转装备转子上以一定角度分布的三个传感器所测量得到的三组间隙数据为基础，可以依次分离出转子圆度误差，转静子安装偏心误差以及转子回转误差。其中三个传感器间的角度设置会对大型高速回转装备静子圆度误差分离精度产生影响。如果角度设置不合理，会造成权函数ω(n)发生谐波抑制现象，使得影响误差分离的谐波丢失，进而影响整个误差分离算法的精度。目前对于三个传感器在大型高速回转装备转子上的分布角度优化方法还缺乏研究。

发明内容

本发明提出基于遗传算法的大型高速回转装备误差分离优化方法，其目的是为了解决现有方法容易造成权函数ω(n)发生谐波抑制现象，使得影响误差分离的谐波丢失，进而影响整个误差分离算法的精度。

基于遗传算法的大型高速回转装备误差分离优化方法，所述优化方法包括以下步骤：

步骤一、建立优化传感器安装角度优化目标函数；

步骤二、根据优化目标函数建立遗传算法的适应度函数，具体的，利用极大熵函数法对所述优化目标函数进行等价变换得：

进一步等价变换得到遗传算法所需的适应度公式：

步骤三、设定各个参数的约束条件；

步骤四、利用遗传算法对传感器S₂和传感器S₃相对于传感器S₁的安装角度α和β进行寻优；

步骤五、根据寻优结果对最优安装角度对应的叶片编号进行确定。

进一步的，在步骤一中，具体的，三传感器单转位法中，ω(n)被定义为谐波加权函数，简称权函数：

ω(n)的值取决于传感器S2和传感器S3相对于传感器S1的安装角度和以及谐波阶次n，优化目标函数可表示为：

进一步的，在步骤三中，针对式(3)，选取g＝10⁹，设定约束条件：α+15°≤β，15°≤α且β≤345°，

进一步的，在步骤四中，具体的，所述寻优过程包括以下步骤：

步骤四一、随机产生初始种群；