[發明專利]一種基于遺傳算法的大型高速回轉裝備葉片裝配方法

在審

• 申請號: 201911328429.2
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN110969538A
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 劉永猛;孫傳智;譚久彬;王曉明;肖平歡
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G06Q50/04
• 分類號: G06Q50/04;G06N3/12
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 劉景祥

本發明是一種基于遺傳算法的大型高速回轉裝備葉片裝配方法。本發明通過遺傳算法對葉片進行編譯，將葉片轉化為基因，葉片組當作一個染色體；建立頻率模型，對已知頻率的葉片分為四個象限，確定葉片i的位置；對于所有的葉片，確定每個葉片的頻率和對應的葉片組的頻率差的關系；建立評估系數，并對頻率不達標的葉片組設定約束條件罰系數；對上一代種群中除位置的葉片進行選擇、交叉和變異操作，產生新的種群；判斷是否達到最大迭代次數，當達到最大迭代次數時，計算結束，給出葉片編號以及安裝位置。本發明避免了葉片的磨損和連接部件的破壞。

技術領域

本發明涉及大型高速回轉裝備葉片裝配技術領域，是一種基于遺傳算法的大型高速回轉裝備葉片裝配方法。

背景技術

大型高速回轉裝備在運行過程中有時會發生故障，有一部分原因來自于壓氣機的運行不平穩。而壓氣機運行不平穩的原因之一就是葉片由于頻率相同或相近而發生的葉片自身的振動。葉片在自身發生振動的情況下，極易破壞葉片理想的受力情況。發生該重情況時有兩個方面對發動機的運行不利：一是壓氣機不能正常輸送氣體從而降低了發動機的工作效率；二是葉片在自身發生振動的情況下極易造成葉片的磨損和連接部件的破壞。

發明內容

本發明為避免葉片的磨損和連接部件的破壞，本發明提供了一種基于遺傳算法的大型高速回轉裝備葉片裝配方法，本發明提供了以下技術方案：

一種基于遺傳算法的大型高速回轉裝備葉片裝配方法，包括以下步驟：

步驟1：通過遺傳算法對葉片進行編譯，將葉片轉化為基因，葉片組當作一個染色體；

步驟2：建立頻率模型，對已知頻率的葉片分為四個象限，確定葉片i的位置；

通過下式表示葉片i的位置：

其中，Poz(i)為葉片i的位置，n為葉片數，j為所分象限系數，k為自然數；

確定取出的葉片對應位置，通過下式表示取出的葉片對應位置：

步驟3：對于所有的葉片，確定每個葉片的頻率和對應的葉片組的頻率差的關系，通過下式表示每個葉片的頻率和對應的葉片組的頻率差的關系：

a≤Δp(i)＝|p(i-1)-p(i)|≤b，i＝1,2,…,n

Δp(i)≠Δp(i+1)≠Δp(i+2)；

其中，Δp(i)為葉片組的頻率差，p(i)為每個葉片的頻率，a為最小頻率差，b為最大頻率差；

步驟4：建立評估系數，并對頻率不達標的葉片組設定約束條件罰系數；

通過下式表示所述評估系數：

其中，f_p為評估系數；

對于頻率不達標的葉片組數N_p,確定約束條件罰函數，通過下式表示約束條件罰函數：

其中，r_p約束條件罰函數；

步驟5：對上一代種群中除位置Poz(j,k_0，1)的葉片進行選擇、交叉和變異操作，產生新的種群；判斷是否達到最大迭代次數，當達到最大迭代次數時，計算結束，給出葉片編號以及安裝位置；當未達到最大迭代次數時，重復適應度計算，選擇，交叉變異操作。

優選地，所述最大迭代次數為300次。

優選地，所述步驟1具體為：