作和性能取决于所采用的各类液压元件的安排连接或组合方式，根据千斤顶的运作过程分析，设计液控系统的基本液压回路组成框图如图所示。增压回路由于千斤顶的推力很大所以采用高压系统,需要设计增压回路来达到高压力要求，由于在顶升过程中需要给千斤顶提供连续的高压油，于是采用双作用增压回路。为了提高工作的可靠性，对于般的双作用增压回路中的电磁换向阀更换为自动挡板型的换向装置。见图。流量控制通过对流量的控制可以调节千斤顶的上升和下降速度。流量控制通常应用最广泛的是节流阀。但是，节流阀没有压力补偿措施，所以，流量稳定性能差。该液压控制系统的负载变化大，速度控制精度高，所以不宜采用节流阀。因此，选用调速阀可进行流量调节。保压回路在千斤顶工作过程中，需要在定位置保持压力需要设计保压回路。保压的过程中，只需要补充内部漏油，因此，所需流量极小，可采用单向阀和液压蓄能器，使之达到期望的压力。当压力达到保压压力时，油泵驱动电机停机，以便节省能量，避免油液发热。当压力低于值时，继电器动作，泵电机再次启动，泵可继续提供压力油。见图。图双向锁紧回路图卸压回路图增压回路卸压回路为实现硬件的简单化设计，采用了型机能的换向阀的卸载回路。当三位四通换向阀置于中间位置时，就可以封闭通向执行元件的管路，使泵的输出流量全部返回油箱，从而实现在执行元件的任意停止位置上卸载。由于该系统是属于高压大流量的回路，所以，会产生很大的冲击力，这需要在换向阀中采用缓冲措施在阀芯台肩上开槽口，在液控单向阀控制回路中装设节流阀以减慢切换速度。图。锁紧回路千斤顶油缸可采用单向锁紧回路也可以采用双向锁紧回路。但活塞密封圈旦失效，两者的油缸压力就有显著的差别。单向锁紧回路在活塞密封圈失效时，尽管无杆腔的出油口被液控单向阀阻断，但在负载力作用下无杆腔压力油将通过活塞与缸壁之间的间隙向低压的有杆腔泄漏，有杆腔的油经管道自换向阀芯与阀体之间的间隙向油箱泄漏，于是活塞相对缸筒的位置发生了改变。双向锁紧回路在活塞密封圈失效时，由于两腔的油口都被液控单向阀阻断，实际上，在活塞与缸筒之间的间隙处没有油流动，无杆腔没有泄漏。因此，活塞在缸筒上的位置不变。所以该系统采用双向锁紧的回路，用两个液控单向阀实现对千斤顶液压缸的双向锁紧。图示位置时，液压泵卸荷，两个液控单向阀均关闭，活塞可在任意位置被锁紧不动。为使锁紧可靠，锁紧时，两个液控单向阀的控制油口均通油箱。见图。液压系统的计算图保压回路液压缸的设计计算液压缸的设计是整个液压系统设计的重量内容之。由于液压缸是液压传动的执行元件，它和主机工作机构有直接的联系。对于不同的机械设备及其工作机构，液压缸具有不同的用途和工作要求，因此在设计液压缸之前，必须对整个液压系统进行工况分析，选定系统的工作压力，然后根据使用要求选择结构类型，按负载情况运动要求最大行程等确定其主要工作尺寸进行强度验算，最后在进行结构设计。液压缸设计中的注意问题尽量使液压缸的活塞杆在受拉状态下承受最大负载，或在受压状态下具有良好的纵向稳定性。考虑液压缸行程终了处的制动问题和液压缸的排气问题。缸内如无缓冲装置和排气装置，系统需有相应的措施。根据主机的要求和结构设计要求，正确确定液压缸的安装固定方式。但液压缸只能端定位。液压缸各部分的结构需根据推荐的结构形式和设计标准进行设计，尽可能做到结构简单紧凑，加工装配和维修方便。液压缸推力的确定，见式式式中工作负载摩擦阻力可粗略地估计为惯性负载对运动质量小，速度慢而起动时间长的其值很小可以不计回油阻力，对柱塞油缸或没有背压的活塞油缸，可认为。液压缸的工作负载为托轮的支承力，取最大值。确定油缸的工作压力压力的选择要根据载荷的大小和设备类型而定，还要考虑执行元件的装配空间经济条件及元件供应情况等的限制。在载荷定的情况下，工作压力低，势必要加大执行元件的结构尺寸，对些设备来说，尺寸要受到限制，从材料消耗的角度看也不经济，反之，压力选得太高，对泵缸阀等元件的材质密封制造精度也要求很高，必然要提高设备成本。般来说，对于固定的尺寸不太受限的设备，压力可以选得低些，行走机械重载设备压力要选得高些。液压系统按照工作压力的高低分成几个不同的等级低压系统，中压系统，中高压系统，高压系统，超高压系统以上。油缸的工作压力还不是系统的工作压力，系统的压力般是指泵的出口压力，是系统的最高可能达到的压力。从泵出口到油缸的入口之间，通常还有许多元件以及连接管路存在，油液流经这些元件和管路时，不可避免地要产生压力损失，最后使油缸入口的压力低于泵的出口压力。由于千斤顶的推力很大，为了使结构紧凑，般多采用高压系统。拟选用的工作压力。考虑到系统的阻力损失，扣除，因而油缸工作压力只。液压缸主要几何尺寸的计算液压缸的主要几何尺寸包括液压缸内径和活塞杆直径等。液压缸内径，见式。式查液压设计手册按表圆整取活塞杆直径根据速度比的要求来计算活塞杆直径，见式。式式中速度比，查液压设计手册按表取。查液压设计手册按表圆整取液压缸缸筒长度液压缸的缸筒长度由最大工作行程长度决定，缸筒的长度般最好不超过其内径的倍。④活塞的宽度活塞的宽度，般取，液压缸结构参数的计算液压缸的结构参数，主要包括缸筒壁厚缸底厚度等液压缸厚度对于中高压系统，液压缸缸筒厚度般按厚壁筒计算，缸体材料为，则缸筒厚度应按第四强度理论计算，见式。式式中试验压力，缸体材料的许用应力，。取缸底厚度，见式。平形缸底，当缸底无油孔时式则液压缸的外径，见式。式则④活塞杆强度验算，见式。式查机械设计手册钢活塞杆强度合格液压缸稳定性校核对受压的活塞杆来说，般其直径应不小于长度的。当时，须进行稳定性校核，应使活塞杆使承受的负载力小于使其保持稳定的临界负载力。由于千斤顶，使用无须进行稳定性校核。液压泵及电机的选择液压泵的最大工压力点，当最优解是边缘解时，无法达到最优解。映射方程为,,二维猫映射方程为式表示成矩阵形式式中，,。猫映射的两个指数分别为，。由此可以看出猫映射具有混沌特性。猫映射与映射的比较将映射映射映射分别迭代次得到的,范围内的分布图如图，曲线显示映射在,和,内取值次数多达次，而,平均取到次，当最优解落在中间位置时，需要多次迭代才能得到最优解，大大降低了算法的效率。曲线显示映射的最少取值次数是次，最大次，分布比较均匀，但映射是对的映射，其混沌序列受计算机有限字长和有限精度的影响，很快落入个循环，从而在迭代后迅速收敛。虽通过提高字长可使周期增大，但实现比较复杂。曲线显示映射的最少取值次数是次，最大次，分布比较均匀，而映射的初始值可以取值或者见表，这是映射所不具备的。因此，映射具有更好的混沌分布特性。图三种映射的迭代分布图表三种混沌映射的分布特性映射初始值最大取值次数最小取值次数基于猫映射的混沌遗传算法混沌遗传算法的步骤为了克服遗传算法维持种群多样性差，容易陷入早熟的缺点，引入混沌的思想，对整个算法进行了改进，提出了基于猫映射的混沌遗传算法。基于的设计，采用实数编码，对遗传算法的选择交叉以及变异进行了改进，利用混沌序列产生初始种群，的流程图如下交叉结果的优胜劣汰生存竞争选择保留最优个体免变异混沌变异对种群进行更新符合动态海明距离要求满足收敛条件混沌序列产生初始种群种群个体的适应度评估保留最优个体免交叉动态自适应交叉否根据适应度大小重新选择新个体输出优化结果是否结束是开始输入初始参数图混沌遗传算法的流程图本文算法从以下几个方面进行改进猫映射生成初始种群利用式产生初始种群，使其尽可能在解空间分布均匀，克服随机序列产生初始种群的不均匀性，提高搜索效率。自适应交叉率海明距离控制机制及淘汰策略保证种群进化的多样性及有效性自适应交叉率交叉算子作为遗传算法中起核心作用的遗传操作算子，直接影响着算法的性能。设置了固定不变的交叉概率，不能提供合理的搜索方向，使得最优个体及整个群体适应度改善的速度受到限制。根据交叉概率般在之间，本文对交叉概率进行如下改动海明距离进化后期，种群接近于齐次种群，难以产生新的子代个体，会出现近亲繁殖的现象，本文通过控制海明距离来保持种群的多样性，提高进化效率。海明距离的表达式如下其中是个体，的海明距离，为初始种群的平均海明距离。交叉按下列进行个体进行交叉个体不进行交叉淘汰策略对交叉个体和交叉产生的个体进行适者生存策略，选择适应度大的两个个体进入下步操作。其中，为,之间的随机数。混沌扰动过程令是待变异的第个个体的第个基因，取值为,，利用公式映射到,区间得到混沌变量。运用猫映射迭代式得到,。运用公式将映射到,区间得到变量。若，作和性能取决于所采用的各类液压元件的安排连接或组合方式，根据千斤顶的运作过程分析，设计液控系统的基本液压回路组成框图如图所示。增压回路由于千斤顶的推力很大所以采用高压系统,需要设计增压回路来达到高压力要求，由于在顶升过程中需要给千斤顶提供连续的高压油，于是采用双作用增压回路。为了提高工作的可靠性，对于般的双作用增压回路中的电磁换向阀更换为自动挡板型的换向装置。见图。流量控制通过对流量的控制可以调节千斤顶的上升和下降速度。流量控制通常应用最广泛的是节流阀。但是，节流阀没有压力补偿措施，所以，流量稳定性能差。该液压控制系统的负载变化大，速度控制精度高，所以不宜采用节流阀。因此，选用调速阀可进行流量调节。保压回路在千斤顶工作过程中，需要在定位置保持压力需要设计保压回路。保压的过程中，只需要补充内部漏油，因此，所需流量极小，可采用单向阀和液压蓄能器，使之达到期望的压力。当压力达到保压压力时，油泵驱动电机停机，以便节省能量，避免油液发热。当压力低于值时，继电器动作，泵电机再次启动，泵可继续提供压力油。见图。图双向锁紧回路图卸压回路图增压回路卸压回路为实现硬件的简单化设计，采用了型机能的换向阀的卸载回路。当三位四通换向阀置于中间位置时，就可以封闭通向执行元件的管路，使泵的输出流量全部返回油箱，从而实现在执行元件的任意停止位置上卸载。由于该系统是属于高压大流量的回路，所以，会产生很大的冲击力，这需要在换向阀中采用缓冲措施在阀芯台肩上开槽口，在液控单向阀控制回路中装设节流阀以减慢切换速度。图。锁紧回路千斤顶油缸可采用单向锁紧回路也可以采用双向锁紧回路。但活塞密封圈旦失效，两者的油缸压力就有显著的差别。单向锁紧回路在活塞密封圈失效时，尽管无杆腔的出油口被液控单向阀阻断，但在负载力作用下无杆腔压力油将通过活塞与缸壁之间的间隙向低压的有杆腔泄漏，有杆腔的油经管道自换向阀芯与阀体之间的间隙向油箱泄漏，于是活塞相对缸筒的位置发生了改变。双向锁紧回路在活塞密封圈失效时，由于两腔的油口都被液控单向阀阻断，实际上，在活塞与缸筒之间的间隙处没有油流动，无杆腔没有泄漏。因此，活塞在缸筒上的位置不变。所以该系统采用双向锁紧的回路，用两个液控单向阀实现对千斤顶液压缸的双向锁紧。图示位置时，液压泵卸荷，两个液控单向阀均关闭，活塞可在任意位置被锁紧不动。为使锁紧可靠，锁紧时，两个液控单向阀的控制油口均通油箱。见图。液压系统的计算图保压回路液压缸的设计计算液压缸的设计是整个液压系统设计的重量内容之。由于液压缸是液压传动的执行元件，它和主机工作机构有直接的联系。对于不同的机械设备及其工作机构，液压缸具有不同的用途和工作要求，因此在设计液压缸之前，必须对整个液压系统进行工况分析，选定系统的工作压力，然后根据使用要求选择结构类型，按负载情况运动要求最大行程等确定其主要工作尺寸进行强度验算，最后在进行结构设计。液压缸设计中的注意问题尽量使液压缸的活塞杆在受拉状态下承受最大负载，或在受压状态下具有良好的纵向稳