基于二次回归模型的本安型液压车载钻机性能优化
发布时间：2022-01-06 09:47
最大钻速是判定本安型液压车载钻机工作能力的关键指标。基于二次回归模型,考虑二次交互效应,将最大钻速作为优化目标,将钻刀扭矩、钻杆推力、刀盘转速和螺旋机转速等工作参数作为设计变量构建优化数学模型,根据拟合误差判定近似模型具有较高的精度和稳定性。针对不同的样本数目,采用二次规划算法搜索Pareto最优解集。结果表明,性能优化后的钻机最大钻速为1.16 m/h,相比于工程经验法,在满足连续工作温度和噪声条件下提升了23.4%以上。
【文章来源】：液压与气动. 2019,(06)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
钻机组成1．底盘2．变幅机构3．桅杆总成4．随动架5．螺旋机6．钻杆7．钻具8．主卷扬9．辅卷扬
性进行评价，即采用特定规律的采样方法对回归模型进行采样，针对不同的样本数量再次校验模型精度。目前，工程上应用较为广泛的样本采样方法有:中心组合法［9］、全因子法、部分因子法、正交设计法［10］、拉丁方法等。综合考虑液压车载钻机的测试条件和回归模型的复杂程度，本研究采用中心组合法和正交设计法对模型进行采样，根据水平因子数的不同调整样本数量。3．2误差对比样本数量对模型精度的影响可根据均方根差判定。不同样本数量下中心组合法与试验法的误差对比如图3所示，正交设计法与试验法的误差对比如图4所示。综合对比分析图3和图4可知，不同样本数量下均方根差有显著的差异性，但不同的数据采样方法和试验法计算得出的均方根差几乎一致，这表明构建的近似模型具有良好的稳定性，无需修正，可直接用于优化数学模型的建立。图3中心组合法与试验法误差对比图4正交设计法与试验法误差对比4液压车载钻机性能优化4．1优化数学模型的建立一般地，优化数学模型是实现目标极值搜索的基础，而搜索方法决定计算效率和收敛性。因此，一个完整的优化计算离不开精确的数学模型和合理的搜索算法。根据二次回归模型可建立液压车载钻机钻速的优化数学模型，包括目标函数与约束条件两部分，如式(12)所示:max［y(X)］s．t．y(X)=^y(x)X=［x1，x2，x3，x4］x珋i≤xi≤x珋ii=1，…，{4(12)式中，x珋i、x珋i(i=1，…，4)分别为钻刀扭矩、钻杆推力、刀盘转速和螺旋机转速等参数在正常工作范围内的最小值和最大值。4．2
Ｐ?进行采样，针对不同的样本数量再次校验模型精度。目前，工程上应用较为广泛的样本采样方法有:中心组合法［9］、全因子法、部分因子法、正交设计法［10］、拉丁方法等。综合考虑液压车载钻机的测试条件和回归模型的复杂程度，本研究采用中心组合法和正交设计法对模型进行采样，根据水平因子数的不同调整样本数量。3．2误差对比样本数量对模型精度的影响可根据均方根差判定。不同样本数量下中心组合法与试验法的误差对比如图3所示，正交设计法与试验法的误差对比如图4所示。综合对比分析图3和图4可知，不同样本数量下均方根差有显著的差异性，但不同的数据采样方法和试验法计算得出的均方根差几乎一致，这表明构建的近似模型具有良好的稳定性，无需修正，可直接用于优化数学模型的建立。图3中心组合法与试验法误差对比图4正交设计法与试验法误差对比4液压车载钻机性能优化4．1优化数学模型的建立一般地，优化数学模型是实现目标极值搜索的基础，而搜索方法决定计算效率和收敛性。因此，一个完整的优化计算离不开精确的数学模型和合理的搜索算法。根据二次回归模型可建立液压车载钻机钻速的优化数学模型，包括目标函数与约束条件两部分，如式(12)所示:max［y(X)］s．t．y(X)=^y(x)X=［x1，x2，x3，x4］x珋i≤xi≤x珋ii=1，…，{4(12)式中，x珋i、x珋i(i=1，…，4)分别为钻刀扭矩、钻杆推力、刀盘转速和螺旋机转速等参数在正常工作范围内的最小值和最大值。4．2搜索算法的确立钻机的性能优化问题本质上?
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ISIGHT平台的斯特封密封结构优化设计[J]. 杜晓琼,陈国海,闫晓亮,赵永亮. 液压与气动. 2017(08)
[2]砂土隧道掘进层渗透率快速检测方法初探[J]. 赵芳芳. 黑龙江科技信息. 2017(10)
[3]可穿戴呼吸测量系统的开发[J]. 林健,刘涛,李庆国. 液压与气动. 2017 (03)
[4]基于拟合误差最小化原则的奇异值分解降噪有效秩阶次确定方法[J]. 崔伟成,许爱强,李伟,孟凡磊. 振动与冲击. 2017(03)
[5]基于函数型非参数回归模型的中长期日负荷曲线预测[J]. 许梁,孙涛,徐箭,孙元章,李子寿,林常青. 电力自动化设备. 2015(07)
[6]A fuzzy logic model to predict the out-of-seam dilution in longwall mining[J]. Ali Bahri Najafi,Mohammad Ali Ebrahimi Farsangi,Golam Reza Saeedi. International Journal of Mining Science and Technology. 2015(01)
[7]考虑饱和黏土初始各向异性的循环边界面塑性模型[J]. 胡存,刘海笑. 岩土力学. 2014(10)
[8]中心组合设计法在静电吸盘绝缘层结构优化中的应用[J]. 李春光,黄利平,田凌,张泽明. 机械设计与制造. 2014(01)
[9]基于单因素法优化电动机转子压力铸造工艺参数的研究[J]. 杨亚琴. 机械制造与自动化. 2012(06)
[10]旋挖钻机桅杆模型焊接变形的正交试验分析[J]. 张莹辉,张起发. 金属加工(热加工). 2010(24)
本文编号：3572225
【文章来源】：液压与气动. 2019,(06)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
钻机组成1．底盘2．变幅机构3．桅杆总成4．随动架5．螺旋机6．钻杆7．钻具8．主卷扬9．辅卷扬
性进行评价，即采用特定规律的采样方法对回归模型进行采样，针对不同的样本数量再次校验模型精度。目前，工程上应用较为广泛的样本采样方法有:中心组合法［9］、全因子法、部分因子法、正交设计法［10］、拉丁方法等。综合考虑液压车载钻机的测试条件和回归模型的复杂程度，本研究采用中心组合法和正交设计法对模型进行采样，根据水平因子数的不同调整样本数量。3．2误差对比样本数量对模型精度的影响可根据均方根差判定。不同样本数量下中心组合法与试验法的误差对比如图3所示，正交设计法与试验法的误差对比如图4所示。综合对比分析图3和图4可知，不同样本数量下均方根差有显著的差异性，但不同的数据采样方法和试验法计算得出的均方根差几乎一致，这表明构建的近似模型具有良好的稳定性，无需修正，可直接用于优化数学模型的建立。图3中心组合法与试验法误差对比图4正交设计法与试验法误差对比4液压车载钻机性能优化4．1优化数学模型的建立一般地，优化数学模型是实现目标极值搜索的基础，而搜索方法决定计算效率和收敛性。因此，一个完整的优化计算离不开精确的数学模型和合理的搜索算法。根据二次回归模型可建立液压车载钻机钻速的优化数学模型，包括目标函数与约束条件两部分，如式(12)所示:max［y(X)］s．t．y(X)=^y(x)X=［x1，x2，x3，x4］x珋i≤xi≤x珋ii=1，…，{4(12)式中，x珋i、x珋i(i=1，…，4)分别为钻刀扭矩、钻杆推力、刀盘转速和螺旋机转速等参数在正常工作范围内的最小值和最大值。4．2
Ｐ?进行采样，针对不同的样本数量再次校验模型精度。目前，工程上应用较为广泛的样本采样方法有:中心组合法［9］、全因子法、部分因子法、正交设计法［10］、拉丁方法等。综合考虑液压车载钻机的测试条件和回归模型的复杂程度，本研究采用中心组合法和正交设计法对模型进行采样，根据水平因子数的不同调整样本数量。3．2误差对比样本数量对模型精度的影响可根据均方根差判定。不同样本数量下中心组合法与试验法的误差对比如图3所示，正交设计法与试验法的误差对比如图4所示。综合对比分析图3和图4可知，不同样本数量下均方根差有显著的差异性，但不同的数据采样方法和试验法计算得出的均方根差几乎一致，这表明构建的近似模型具有良好的稳定性，无需修正，可直接用于优化数学模型的建立。图3中心组合法与试验法误差对比图4正交设计法与试验法误差对比4液压车载钻机性能优化4．1优化数学模型的建立一般地，优化数学模型是实现目标极值搜索的基础，而搜索方法决定计算效率和收敛性。因此，一个完整的优化计算离不开精确的数学模型和合理的搜索算法。根据二次回归模型可建立液压车载钻机钻速的优化数学模型，包括目标函数与约束条件两部分，如式(12)所示:max［y(X)］s．t．y(X)=^y(x)X=［x1，x2，x3，x4］x珋i≤xi≤x珋ii=1，…，{4(12)式中，x珋i、x珋i(i=1，…，4)分别为钻刀扭矩、钻杆推力、刀盘转速和螺旋机转速等参数在正常工作范围内的最小值和最大值。4．2搜索算法的确立钻机的性能优化问题本质上?
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ISIGHT平台的斯特封密封结构优化设计[J]. 杜晓琼,陈国海,闫晓亮,赵永亮. 液压与气动. 2017(08)
[2]砂土隧道掘进层渗透率快速检测方法初探[J]. 赵芳芳. 黑龙江科技信息. 2017(10)
[3]可穿戴呼吸测量系统的开发[J]. 林健,刘涛,李庆国. 液压与气动. 2017 (03)
[4]基于拟合误差最小化原则的奇异值分解降噪有效秩阶次确定方法[J]. 崔伟成,许爱强,李伟,孟凡磊. 振动与冲击. 2017(03)
[5]基于函数型非参数回归模型的中长期日负荷曲线预测[J]. 许梁,孙涛,徐箭,孙元章,李子寿,林常青. 电力自动化设备. 2015(07)
[6]A fuzzy logic model to predict the out-of-seam dilution in longwall mining[J]. Ali Bahri Najafi,Mohammad Ali Ebrahimi Farsangi,Golam Reza Saeedi. International Journal of Mining Science and Technology. 2015(01)
[7]考虑饱和黏土初始各向异性的循环边界面塑性模型[J]. 胡存,刘海笑. 岩土力学. 2014(10)
[8]中心组合设计法在静电吸盘绝缘层结构优化中的应用[J]. 李春光,黄利平,田凌,张泽明. 机械设计与制造. 2014(01)
[9]基于单因素法优化电动机转子压力铸造工艺参数的研究[J]. 杨亚琴. 机械制造与自动化. 2012(06)
[10]旋挖钻机桅杆模型焊接变形的正交试验分析[J]. 张莹辉,张起发. 金属加工(热加工). 2010(24)
本文编号：3572225
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