基于遗传算法的多级盘转子平衡方案优化设计.pdf

第28卷第2期 振动、测试与诊断 VoI．28No．2 2008年6月 of Jun．2008 Journal Vibration，Measurement＆Diagnosis 基于遗传算法的多级盘转子平衡方案优化设计’ 李立新 艾延廷 王 志 王 英 (沈阳航空工业学院工程振动与噪声研究所沈阳，110136) 摘要航空发动机多级盘转子平衡精度不高是造成发动机整机振动过大的主要原因之一，针对这一情况，提出了 两种具有代表性的转子平衡工艺设计方案。通过采用遗传算法优化各级盘的角向安装位置，以降低当发动机高速 旋转时由不平衡量引起的作用于轴承上的力和力矩。结果表明，方案二优于方案一，且与文献[3]的优化结果相比， 作用于轴承上的力和力矩分别降低到0．83％和0．96％，大大地减少了不平衡量对航空发动机整机振动的影响。 关键词 航空发动机转子平衡工艺遗传算法 THll3．2 中图分类号V231．9 年发展起来的一种崭新的全局优化算法，有哪些信誉好的足球投注网站解的过 引 言 程中不需要了解问题的内在性质(如梯度等)，能够处 理任意形式的目标函数和约束[4]。它把优化问题解的 航空发动机多级盘转子产生的不平衡量是每一 有哪些信誉好的足球投注网站空间映射为遗传空间，把每一可能的解编码为一 级轮盘不平衡量叠加的结果。转子高速旋转时，不平 个染色体，首先随机地产生一些个体组成初始群体 衡量以不平衡力和力矩的形式作用于转子和轴承 (问题的候选解)，按预先根据目标函数确定的适应度 上，并传到支座和机匣等组件上，使受力零件产生应 函数计算每个个体对问题环境的适应度，再根据个体 力、变形或者松动，迫使转子自身及承力构件振动， 适应度对个体进行选择，抑止适应度低的染色体，弘 造成发动机整机振动过大，甚至部件及零件损坏[1]。 扬适应度高的染色体，然后进行交叉、变异等遗传操 为了将残余不平衡力和力矩减少至最小，应在转子 作，产生进化了的新一代群体。如此反复操作，不断 的装配过程中，将平衡好的单盘优化组合装配。 向更优解方向进化，最后得到满足收敛条件的最适 目前，航空发动机装配工艺设计方法采用复合 应问题环境的群体，获得问题的最优解[5]。 形式，这种方法只能求出有哪些信誉好的足球投注网站区间内的一个极值点， 1．1适应度函数 对于多值函数，该算法得出的结果将依赖于有哪些信誉好的足球投注网站起 始点位置，且不能保证是有哪些信誉好的足球投注网站区间内的最值点口]。文 1．1．1设计变量的确定 对于多级盘转子的装配来说，无非是调节每级 献[3]中使用共轭梯度法(Powell法)对轮盘安装角 盘的角向位置来达到预期的目的，对每一级盘在装 进行优化，在装配时能明显减少残余不平衡量，但是 配前都有预调平衡，此时可以测量不平衡量，记录不 共轭梯度法有哪些信誉好的足球投注网站解的过程中需要了解问题的内在性 平衡量的大小和方向，参照文献[3]建立的数学模 质(如梯度等)，不能够处理任意形式的目标函数和 型，如图1所示。这里，每级盘的不平衡量的大小 约束。以上两种方法都不能对离散解进行优化，因 此，对于安装条件有特定限制