液压站中阀安置的进化算法[外文翻译].doc

附件C：译文

Trichy M. Kethara Pasupathy Ravi Teja SeethamRaju Robert G. Wilhelm
液压站中阀安置的进化算法

收到日期：2004年3月15日/接受：2004年10月14日/网上公布：2005年5月25日
施普林格出版社，伦敦有限公司2005年
摘要：液压站和管道路由安装的选择影响着业务成本。选择提供最优路由配置的安装或为选定的安装确定一个最优路由，都是运算难题。解决上述难题的最佳方法便是将具体问题抽象化，并用进化算法对其进行计算。进化算法就是为了减少运营成本、优化阀立场和管道路由而开发出来的。在本文中，我们将以复杂化的例子来介绍这种算法及其运算过程。我们通过对所得结果进行比较，这种算法符合甚至优于经验丰富的设计师的解决方法。

1导言
液压系统通过流体流动来传递能量，系统内部的流量往往超过160升每分钟，它通过独立的阀门和硬管连接组成系统的各部分来实现系统的逻辑功能。这种高流量的系统广泛的应用于钢铁厂、机床、耐力测试平台以及其它一些场合。在有些场合下，用钻孔的实金属块来代替管道。在本文中我们将讨论使用硬管的管道系统。
设计布局图由液压回路图发展而来，它是对实际系统象征性的表示。图1所示为一个有四个不同的液压阀的液压回路图，流体从液压泵中流出，在各种控制压力和流量的液压阀的引导下进入执行机构。图二所示为一个通用液压阀的外形结构，液压阀的尺寸和形状取决于它们各自不同的功能。从图中可以看出，阀的每个端口都用规定的大写英文字母标示出来，在图中还可以看出各阀油口之间的连接关系，这些连接通过硬管实现。
图1所示的液压回路的功能实现在图3.a中可以看出。用金属板做成的液压站被分割成四个同等大小的单元，每个单元上各安装有一个液压阀。液压阀油口的开口在另一面，通过金属板上的开口朝向管道系统。图3.b显示了图3.a中的最优管道布置。另外还有图3.c、图3.d中所示的路由布置，图3.d中的线路与图3.b相比较，管道长度减少了近15%。管道长度增加会引起压力的下降，从而增加运营成本。因此，选择合适的安装位置十分重要。我们假设阀基站是一个2维矩阵，n是液压回路中的阀门数，它们可能的组合数，由下面公式可以得出：