10.14489/vkit.2015.12.pp.007-013

DOI: 10.14489/vkit.2015.12.pp.007-013

Аверченков В. И., Казаков В. С., Казаков П. В.
МНОГОКРИТЕРИАЛЬНАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ОБЪЕМНОГО ГИДРОПРИВОДА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГЕНЕТИЧЕСКИХ АЛГОРИТМОВ
(c. 7-13)

Аннотация. Рассмотрен оригинальный подход к решению задачи оптимального проектирования системы объемного гидропривода. Предложена математическая модель, позволяющая учитывать его конструктивные и эксплуатационные характеристики. Сделан акцент на исследовании всего множества Парето-оптимальных вариантов гидропривода. Разработана версия генетического алгоритма для автоматизации его определения.

Ключевые слова: объемный гидропривод; устойчивость и энергоемкость гидропривода; многокритериальная оптимизация; множество Парето; многокритериальный генетический алгоритм.

Averchenkov V. I., Kazakov V. S., Kazakov P. V.
MULTI-OBJECTIVE OPTIMIZATION OF HYDRAULIC ACTUATOR SYSTEM USING GENETIC ALGORITHMS
(pp. 7-13)

Abstract. Hydraulic actuator system (HAS) is efficiently used in the different kinds of technical systems. It has a set of advantages comparing to mechanical gears for similar goals. The uniform methods are used for the design of the hydraulic drive. They do not consider the features of systems that HAS comprise. Usually design of HAS includes calculation and selection from the catalog of productionrun equipments. They do not consider the requirements to operational functionalities. They are defined by often interrelated criteria as stability factor and power intensity. Therefore the design process of HAS is necessary to consider as multiobjective optimization procedure. In this case a selection of HAS project is done from Pareto-optimal solutions. The developed genetic algorithm was used for multi-objective optimization. The mathematical model for optimization design and service parameters was developed. It contains two optimization criteria: stability factor (damping coefficient) and power intensity (power density coefficient). The variable parameters are diameter of piston, nominal pressure, coefficient of throttling characteristic, length of pistonrod and attached mass. The genetic algorithm NSGA-II with cluster modification was used for obtaining Paretoset in fragmented decision space. Multiobjective optimization of hydraulic actuator systems of asphalt paver and forklift truck with design data for different operating conditions was realized.

Keywords: Hydraulic actuator system; Stability and power intensity of hydraulic actuator; Multi-objective optimization; Pareto set; Multi-objective genetic algorithm.

+ - Информация об авторах (About the Authors) Click to collapse

Рус

В. И. Аверченков, В. С. Казаков, П. В. Казаков (Брянский государственный технический университет) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

Eng

V. I. Averchenkov, V. S. Kazakov, P. V. Kazakov (Bryansk State Technical University) E-mail: Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript

+ - Библиографический список (References) Click to collapse

Рус

1. Башта Т. М. Гидропривод и гидропневмоавтоматика. М.: Машиностроение, 1972. 320 с.
2. Навроцкий К. Л. Теория и проектирование гидро- и пневмоприводов. М.: Машиностроение, 1991. 384 с.
3. Чупраков Ю. И. Гидропривод и средства гидроавтоматики. М.: Машиностроение, 1979. 232 с.
4. Лещенко В. А. Гидравлические следящие приводы станков с программным управлением. М.: Машиностроение, 1975. 288 с.
5. Свешников В. К. Станочные гидроприводы: справочник. М.: Машиностроение, 2004. 512 с.
6. Соболь И. М., Статников Р. Б. Выбор оптимальных параметров в задачах со многими критериями: учеб. пособие для вузов. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Дрофа, 2006. 175 с.
7. Гладков Л. А., Курейчик В. В., Курейчик В. М. Генетические алгоритмы. М.: ФИЗМАТ-ЛИТ, 2006. 320 с.
8. Аверченков В. И., Казаков П. В. Эволюционное моделирование и его применение. Брянск: БГТУ, 2009. 199 с.
9. Казаков П. В. Генетические алгоритмы многокритериальной оптимизации. Обзор // Информационные технологии. 2011. № 9. С. 2 – 8.
10. Биргер И. А., Шорр Б. Ф., Иоселевич Г. Б. Расчет на прочность деталей машин. Справочник. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1993. 640 с.
11. ГОСТ 12447–80. Гидроприводы объемные, пневмоприводы и смазочные системы. Нормальные диаметры. Введ. 1980-07-01. М.: Изд-во стандартов, 1985. 6 с.
12. ГОСТ 6540–68. Гидроцилиндры и пневмоцилиндры. Ряды основных параметров. Введ. 1969-07-01. М.: Изд-во стандартов, 1991. 7 с.
13. ГОСТ 12445–80. Гидроприводы объемные, пневмоприводы и смазочные системы. Номинальные давления. Введ.: 1980-07-01. М.: Изд-во стандартов, 1982. 2 с.
14. ГОСТ 13825–80. Гидроприводы объемные и смазочные системы. Номинальные расходы жидкости. Введ.: 1980-07-01. М.: Изд-во стандартов, 1980. 2 с.
15. A Fast and Elitist Multiobjective Genetic Algorithm: NSGA–II / K. Deb еt al. // IEEE Transactions on Evolutionary Computation. 2002. V. 6, № 2. P. 182 – 197.
16. Аверченков В. И., Казаков П. В. Эволюционный метод поиска оптимальных решений для задач со множеством экстремумов // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2010. № 5. С. 3 – 11.

Eng

1. Bashta T. M. (1972). Hydraulic and hydro pneumatic automation. Moscow: Mashinostroenie.
2. Navrotskii K. L. (1991). Theory and design of hydraulic and pneumatic drives. Moscow: Mashinostroenie.
3. Chuprakov Iu. I. (1979). Hydraulic and means of hydro automation. Moscow: Mashinostroenie.
4. Leshchenko V. A. (1975). Hydraulic servo drive machines with parallel control. Moscow: Mashinostroenie.
5. Sveshnikov V. K. (2004). Machine hydraulic drives: handbook. Moscow: Mashinostroenie.
6. Sobol' I. M., Statnikov R. B. (2006). Choice of optimal parameters in problems with multiple criteria: textbook for universities. (2nd Ed. Revised and Supplemented). Moscow: Drofa.
7. Gladkov L. A., Kureichik V. V., Kureichik V. M. (2006). Genetic algorithms. Moscow: FIZMATLIT.
8. Averchenkov V. I., Kazakov P. V. (2009). Evolutionary modeling and its application. Briansk: BGTU.
9. Kazakov P. V. (2011). Genetic algorithms for multicriteria optimization. Review. Informatsionnye tekhnologii, (9), pp. 2-8.
10. Birger I. A., Shorr B. F., Ioselevich G. B. (1993). Strength analysis of machine parts. Handbook. (4th Ed. Revised and Supplemented). Moscow: Mashinostroenie.
11. Volumetric hydraulic drives, pneumatic actuators and lubrication systems. Normal diameters. (1985). Ru Standard No. GOST 12447–80. Moscow: Izdatel'stvo standartov.
12. Hydraulic and pneumatic cylinders. Rows of main parameters. (1991). Ru Standard No. GOST 6540–68. Moscow: Izdatel'stvo standartov.
13. Volumetric hydraulic drives, pneumatic actuators and lubricating systems. Nominal pressures. (1982). Ru Standard No. GOST 12445–80. Moscow: Izdatel'stvo standartov.
14. Volumetric hydraulic drives and lubricating systems. Nominal flow rates. (1980). Ru Standard No. GOST 13825–80. Moscow: Izdatel'stvo standartov.
15. Deb K. еt al. (2002). A fast and elitist multiobjective genetic algorithm: NSGA–II. IEEE Transactions on Evolutionary Computation. 6(2), pp. 182 – 197.
16. Averchenkov V.I., Kazakov P.V. (2010). The evolutionary method for optimal solutions search for problems with multiple extremes. Vestnik komp'iuternykh i informatsionnykh tekhnologii, (5), pp. 3-11.

+ - Заказать электронную версию статьи (Purchase digital version of a single article) Click to collapse

Рус

Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).

DOI: 10.14489/vkit.2015.12.pp.007-013

Скопируйте DOI статьи и перейдите по ссылке https://id-spektr.ru/product/pokupka-elektronnoy-stati-iz-zhurnala-vestnik-kompyuternyh-i-informatsionnyh-tehnologiy

В комментарии к заказу обязательно укажите DOI статьи.

Eng

This article is available in electronic format (PDF).

DOI: 10.14489/vkit.2015.12.pp.007-013

Copy the article DOI and follow the link https://id-spektr.ru/product/pokupka-elektronnoy-stati-iz-zhurnala-vestnik-kompyuternyh-i-informatsionnyh-tehnologiy

Please specify the article DOI in the order comments.