賀國 王豪 史日安
摘要:針對一種船用超聲液位傳感器數(shù)學(xué)建模和多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)的問題,提出了一種基于等效電路和遺傳算法的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,將電力一聲類比的方法應(yīng)用到建模中,由此建立了傳感器的等效電路模型,并推導(dǎo)出傳感器頻率和輸出特性參數(shù)的相關(guān)方程,在等效電路模型的基礎(chǔ)上,以壓電陶瓷尺寸、保護(hù)膜厚度和工作間隙為設(shè)計(jì)變量,以輸出電壓的峰峰值和信號特征值為優(yōu)化目標(biāo),建立了超聲液位傳感器的多目標(biāo)優(yōu)化模型,采用遺傳算法(GA)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算,并利用MATLAB和GA優(yōu)化工具箱進(jìn)行求解,實(shí)例分析表明,優(yōu)化后傳感器性能得到了顯著提高,數(shù)值計(jì)算結(jié)果和實(shí)測結(jié)果吻合良好,從而證明了等效電路模型的準(zhǔn)確性。
關(guān)鍵詞:超聲液位傳感器;等效電路;遺傳算法;優(yōu)化設(shè)計(jì)