混沌区间多目标粒子群优化算法及其应用

超临界二氧化碳(sCO2)Brayton循环作为下一代能量转换技术近年来得到了广泛的关注.为了综合优化设计Brayton循环轴系的支承和冷却系统参数,基于Riccati传递矩阵,综合考虑了转子的不平衡响应,临界转速和不平衡响应在工作转速点处的导数,建立了高速轴系多目标优化模型.针对轴系的sC02气体冷却装置的刚度非线性,利用混沌映射引入了混沌区间概念,提出了 一种混沌区间多目标粒子群优化算法(CIMPSO),用于解决多目标下二维非线性变量的优化问题.应用CIMPSO算法对微型超临界二氧化碳透平机转子的轴承间距,轴承座的刚度、阻尼和参振质量,和sC02气体冷却装置的刚度进行了多次综合优化计算,结果表明:优化后的模型共振幅值得到有效抑制,且临界转速点远离工作转速,体现了优化算法的鲁棒性.最后基于任意一组优化解和经验解,建立轴系的有限元模型进行仿真计算,结果表明优化解对于转子系统的设计、控制转子的振动具有一定的指导意义.