طراحي محركه اي جديد جهت تحريك يك نمونه شير هيدروليكي خطي صنعتي و بهينه سازي آن با الگوريتم ژنتيك

Design of a new actuator for actuating a linear hydraulic valve and its optimization with genetic algorithm

امروزه در بسياري از تجهيزات صنعتي استفاده از سيستم هاي هيدروليكي براي انتقال قدرت گسترش يافته است. از اين رو نياز به بهبود دقت و عملكرد ديناميكي سيستم هاي هيدروليكي نيز افزايش پيدا كرده است. شيرهاي هيدروليكي از جمله اجزاي كليدي در سيستم هاي هيدروليكي مي باشند كه بهبود عملكرد آنها سبب افزايش كارايي و دقت سيستم هاي هيدروليكي مي گردد. دراين مقاله، يك موتور بوبين صدا براي تحريك يك نمونه شير سروو هيدروليكي طراحي شده و بهينه سازي آن با استفاده از الگوريتم ژنتيك ارائه مي گردد. ابتدا يك طراحي اوليه با توجه به محدوديت اندازه با استفاده از تركيب آهنرباي هالبك بررسي شده است. در ادامه معادلات مربوط به طراحي و ابعاد محركه مورد بررسي قرار مي گيرد، سپس طراحي بهينه بر اساس الگوريتم ژنتيك با هدف بهينه سازي ابعاد و عدم اشباع شار مغناطيسي و دستيابي به نيروي مورد نياز ارائه مي شود. در نهايت نتايج به دست آمده از بهينه سازي طراحي در بكارگيري تركيب آهنرباي هالبك، با استفاده از تحليل اجزاي محدود ارزيابي مي شود. نتايج حاصل نشان از بهبود زمان عملكردي 3/41 ٪ اين محركه جديد در مقايسه با سيستم سلونوئيدي شير هيدروليكي انتخاب شده مي باشد.

Today, in many industrial processes, the use of hydraulic systems for power transmission is growing. The need of improving more accurate and faster dynamic performance of hydraulic systems has increased. Hydraulic valves are key components in hydraulic systems that improving their performance causes increasing in hydraulic systems efficiency and accuracy. In this paper, a voice coil motor is designed for a hydraulic servo valve and optimized using genetic algorithm. Firstly, a preliminary design according to the size limit has been investigated using a combination of magnet Halbach. Then optimum design is provided based on genetic algorithms to optimize the size and lack of saturation magnetic flux to achieve power needed. Finally, the achieving results of the optimization design utilizing a Halbach magnet array, is evaluated using finite element analysis. The results show the improvement in time of performance about %3/41 new actuator compared to hydraulic valve's solenoid.