煤矿液压支架四连杆机构的遗传优化及软件设计

论文摘要

四连杆机构的优化设计是放顶煤液压支架设计的核心，它决定了液压支架顶梁端点的轨迹。为了提高液压支架顶板承受载荷的能力，顶梁端点轨迹要为摆幅小的双扭线或者单调曲线。现在很多煤矿企业仍然停留在手动优化四连杆参数的阶段，导致设计出的液压支架顶梁轨迹摆幅大，并且优化工作耗时长。为了解决上述问题，论文主要做了如下工作：（1）分析液压支架结构特点和运动形式，建立以液压缸为主动件的运动数学模型，通过计算分析，将研究对象由对顶梁端点的轨迹研究转化为对四连杆端点的轨迹研究。建立相应的四连杆端点轨迹数学模型，并根据四连杆的结构特点和矿下工作条件，建立四连杆运动约束；（2）针对四连杆数学模型，使用遗传优化算法进行优化。设计遗传算法程序，以实验的方式调试确定遗传算法种群规模、交叉概率等参数值，并且选择ZY12000/20/40放顶煤液压支架进行实例优化计算，使用ADAMS对优化后的四连杆参数进行仿真计算，验证了数学模型和优化方法的正确性；（3）设计顶梁轨迹优化软件。软件包括参数输入部分和图形输出部分。设计者输入约束参数，选择摆幅最小或者单调曲线为优化目标，可分别优化出符合要求的四连杆参数，输出相对应的轨迹图。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的来源
• 1.2 目的及意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 研究主要内容
• 1.5 本文结构安排
• 2 液压支架的结构分析及运动学建模
• 2.1 液压支架的主要结构
• 2.2 运动分析及运动模型的建立
• 2.3 本章小结
• 3 液压支架的遗传算法优化模型
• 3.1 遗传算法的特点
• 3.2 遗传算法的程序设计
• 3.3 液压支架实例的优化计算
• 3.4 粒子群算法结果对比
• 3.5 总结
• 4 顶梁轨迹优化软件
• 4.1 软件总体介绍
• 4.2 约束输入模块
• 4.3 结果输出模块
• 4.4 实例计算
• 4.5 总结
• 5 结论与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 1 攻读硕士学位期间发表的学术论文目录
• 附录 2 项目成果验收报告