双比例中继阀的多目标优化设计     珠海唐家湾路灯车出租,  珠海唐家湾路灯车公司,   珠海唐家湾路灯车      1优化设计模型（1）优化目标较快的响应速度、较稳定的输出特性、较小的滞环和较好的线性输入输出特性是系统设计的目标，也是系统优化的重点指标。根据双比例中继阀的实际工作状态，提出5个设计目标：输入输出比例目标、超调量目标、响应时间目标、调整时间、滞环误差目标。a)输入输出比例目标：1atioatioatioRRfxR：atioR——制动缸压力与预控压力比值，CCv=atioPRP；atioR期——制动压力与预控压力的设计要求比值，0.724300k=150kTatioTPPaRPPa。b)超调量目标：2ppfinalMMfxP：pM期——分别是制动缸压力动态性能的超调量与超调量的期望值；finalP——制动缸压力的稳态值，即压力稳定后的最终值。 c)响应时间目标：3rrrTTfxT：rT期——分别是响应时间及其期望值，响应时间是制动缸压力响应从零时刻出发首次达到稳态值90%的时间；针对本文研究的双比例中继阀，供风时，将制动缸供风至稳态值90%的时间定义为响应时间；排风时，将制动缸排风至40kPa的时间定义为响应时间。d)调整时间目标：664sssTTfxT：sT期——分别是调整时间及其期望值，调整时间是制动缸压力响应到达并保持在允许误差范围内的时间，在本文中，允许误差范围取稳态值的5%。e)滞环误差目标：滞环误差是指在阶段充排气仿真试验中，同一预控压力下，制动缸压力的误差值。

      CPtTfxPt：CPt——是在阶段充排气仿真试验中，预控压力阶段升压时，某预控压力下的制动缸压力；CPt——是在阶段充排气仿真试验中，预控压力阶段降压，同一预控压力下的制动缸压力。双比例中继阀的优化设计是一个多目标优化问题，运用线性加权法将多目标函数转化为评价函数的单目标优化问题进行求解，得到优化目标函数为：1122334455minfx,  考虑到实际中对各性能的侧重不同，各目标权重系数取值.   

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   （2）优化变量及约束条件通过上节的参数影响分析，可知影响双比例中继阀性能的主要参数有：活塞弹簧预紧力spring1F、活塞弹簧刚度1k、阀芯弹簧预紧力spring2F、阀芯弹簧刚度2k、节流孔孔径orifice、活塞a直径a、活塞b直径b，可得设计变量的表达式：综合考虑双比例中继阀的性能要求与结构尺寸，提出了设计变量的约束条件.

   （3）优化设计目标值,   针对本文的双比例中继阀的优化目标，设计了各个仿真试验中的设计目标值。a)一次充排气仿真试验,  给出一次充排气仿真试验中，输入输出比例、超调量、响应时间以及调整时间的设计目标。由于一次排风不存在超调现象，因此对输入输出比例、超调量以及调整时间不作要求。b)阶段充排气仿真试验在阶段充排气仿真试验中，主要包含两个设计目标，一个是输入输出比例设计目标，一个是滞环误差设计目标。输入输出比例设计目标，对于高制动能力工况该目标值为1，低制动能力工况该值为0.724；对于双比例中继阀，滞环误差越小，滞环特性越好。c)双比例中继阀制动力切换仿真试验,  给出在双比例中继阀制动力切换仿真试验中，其输入输出比例、超调量、响应时间以及调整时间的设计目标值。

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