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液压集成块是集成式液压系统的关键部件,由于其外部液压元件布局和内部油路连通的复杂性和强耦合性,传统的人工设计方法难以完成复杂的液压集成块设计,无法自动生成和优化设计方案,因此研究液压集成块智能设计方法,并开发相应的设计系统成为当务之急。本文面向液压集成块集成化智能化设计问题,采用面向对象方法建立集成块油路动态特征模型,并采用多目标进化算法实现液压元件布局和集成块油路连通设计,取得如下研究成果:(1)在阐述液压集成块设计问题的基础上,提出了基于分层递阶解耦的液压集成块设计策略及实现方法,包括液压元件布局优化设计、油路路径智能规划和油路动态特征设计三个层次,实现由粗到细的液压集成块设计。(2)提出了油路动态特征建模的方法,以几何层、拓扑层和参数层描述油路动态特征;并将油路动态特征模型与路径规划集成,将无冲突油路视为障碍,利用优化算法局部规划冲突路径,实现局部特征修改和油路拓扑结构自适应可变。(3)在利用布局规则或布局实例对液压元件进行布局的基础上,对液压元件参数进行编码,利用改进的NSGA-Ⅱ算法进行优化计算,通过调用油路拓扑模式,快速计算油路长度和工艺孔数等目标函数,实现液压元件的粗布局设计。(4)在利用网格法对液压集成块进行环境建模的基础上,提出一种新颖的混合算法MA-NSGA-Ⅱ,以迷宫算法实现路径连通与确定初始种群,以改进的NSGA-Ⅱ算法实现优化路径生成;对多油口油路,则将其分解为多个两油口连通油路,采用组合编码、分段进化的方法进行优化求解,实现油路路径的详细设计。(5)在上述工作基础上,基于SolidWorks API、VB.NET和Microsoft Access数据库开发了液压集成块智能优化设计系统HMB Designer,并以具体工程实例验证系统的可行性与有效性。上述研究成果丰富了液压集成块集成化智能化设计理论与方法,所开发的液压集成块设计原型系统有效提高了液压集成块设计的效率和质量。