[发明专利]一种液压系统功率均衡优化设计方法

权利要求书

1.一种液压系统功率均衡优化设计方法，其特征在于，包括：

步骤一、建立液压系统功率均衡优化设计数学模型，得到液压系统功率配置矩阵；

步骤二、初始化液压系统功率配置矩阵，并对初始化的配置效果进行评价；

步骤三、对液压系统功率配置矩阵中的配置表向量进行变异和交叉操作；

步骤四、利用置换策略对配置表向量中的配置变量进行离散化处理，生成新配置表向量；

步骤五、对新配置表向量进行评价，若新配置表向量优于所有的旧配置表向量，则更新配置表，否则重复步骤三到步骤五；

步骤六、判断是否满足停止条件，若不满足，则重复步骤三到步骤六，若满足，则停止计算；

步骤七、将配置表中最优的配置表向量还原为配置表并输出该配置表。

2.根据权利要求1所述的液压系统功率均衡优化设计方法，其特征在于，步骤一中，所述建立液压系统功率均衡优化设计数学模型，得到液压系统功率配置矩阵包括：

将X套液压系统与Y个舵面的功率优化设计问题转换为求解X行Y列的0-1矩阵：

其中，1表示舵面工作时接通液压系统，0表示舵面工作时不接通液压系统；

通过各舵面的铰链力矩和偏转角速度计算各舵面所需功率，其中，第i个舵面所需功率P_di为：

P_di＝ω_i·T_i

其中，ω_i为第i个舵面的偏转角速度，T_i为第i个舵面的铰链力矩；

舵面的功率需求数组P_d为：

P_d＝[P_d1 P_d2 … P_dX]

得到液压系统功率配置矩阵为：

其中，P_i为第i个液压系统负载总功率。

3.根据权利要求2所述的液压系统功率均衡优化设计方法，其特征在于，步骤二中，所述初始化液压系统功率配置矩阵，并对初始化的配置效果进行评价包括：

随机生成一个X*Y行，NP列的0-1矩阵，NP为配置表中配置表向量的个数；

将矩阵中的每个列向量转换为X行Y列的配置表，并计算各配置表的目标函数值。

4.根据权利要求3所述的液压系统功率均衡优化设计方法，其特征在于，步骤三中，所述对液压系统功率配置矩阵中的配置表向量进行变异和交叉操作包括：

计算液压系统功率配置矩阵中的配置表向量的相似度指标δ_y的值：

其中，NP为配置表中配置表向量的个数，f(·)为适应度函数，x_best(y)为第y次迭代中最好的配置表向量，x_i(y)为第y次迭代中第i个配置表向量；

获取组合变异策略为：

其中，t_i(y)为变异之后的配置表向量，r₁,r₂,r₃∈{1,2,3,…,N}为互不相等的整数且他们都不等于i，F为差分进化算法的比例因子，取值是0～1之间的数；rnd为0～1之间的随机数；

交叉操作首先为每一个配置表生成一个0～1之间的随机数rnd，然后以一定概率接受目标配置表向量的对应分量：

其中，v_i,j(y)为交叉操作后的配置表，cr为配置表向量中变量交叉概率。

5.根据权利要求4所述的液压系统功率均衡优化设计方法，其特征在于，步骤四中，所述利用置换策略对配置表向量中的配置变量进行离散化处理，生成新配置表向量包括：

对当前配置表中的每个配置表向量的变量进行分组，按照从前到后的顺序，每X个变量分为一组进行置换函数评估；

其中，所述置换函数为：

变量组中最大的值置换为1，其余置换为0，转换完成后得到一组离散序列，该序列中按顺序每X个数中有一个为1，其余全为0。