动态优化方法在农业机械设计中的应用
佟童 赵宇 王丽娟 孙鹏 陈武东
农业机械是农业生产水平的体现与基础，设计工作是农业机械生产第一步，也是决定整个农业发展的关键环节。传统的农业机械设计中，科研单位和生产厂家大多数采用数学模型的方法进行设计。在利用模拟优化的方法进行调整和优化，这会产生农业机械设计过程中的误差加大，并会因设计中灵活性不足而出现市场化和适应性的不足。动态优化方法是遗传算法的优化，通过动态优化方法可以以模糊控制、动态控制和遗传算法等诸多方法来实现农业机械设计过程效率的提升和质量的提高，进而达到对农业机械设计过程与结构的优化，实现农业机械设计效率和农业机械市场竞争力的提升与培养，从设计、技术与市场三个层面促进农业机械装配与生产水平的提高。
一、动态优化方法的概述
1.农业机械设计领域动态优化方法的概念
动态优化方法是新时期农业机械设计领域中新兴的方法，是通过计算机辅助技术、优化遗传算法、实物模型等各类设计方法的优化，在农业机械设计的整体过程中不断调整和更新的方法。在农业机械设计中动态优化方法的应用可以提高设计效率，使设计出的农机设备更符合生产与市场的要求，这有利于提高农业机械的性能，进而提升整个农机的技术与装备发展水平，有助于农业机械化、现代化核心发展目标与任务的完成。
2.动态优化方法在农业机械设计应用的流程
动态优化方法在农业机械设计中不但应用范围广泛，各种类型的农机具都可以利用动态优化方法进行设计，而且动态优化方法具有应用水平深入的特点，各种农机的核心部件都可以通过动态优化方法的应用来提升部件的强度与技术性能。动态优化方法应用在农业机械设计过程中，应该注意应用的基本流程，只有流程做到了规范化，动态优化方法的优势才能够得到发挥，提高农业机械设计质量也才能落实到科学、可控的范围之内。动态优化方法应用与农业机械设计应该注意如下主要步骤和流程：农业机械项目立项→农业机械数字模型建立→农业机械数字模型遗传优化设计→数字虚拟样机模型建立→模糊控制与动态控制→实物模型。只有注意上述环节农业机械设计的动态优化方法才能够有科学的基础，农业机械设计成果也能够得到市场与实践的认可。
二、农业机械数学模型建立
应该根据农业机械的功能、结构、操作和系统进行农业机械相关部件的分解，建立起农业机械每个部位的数学模型，这有利于农业机械设计工作的开展，同时也有助于提高农业机械设计的质量。在农业机械数字模型的建立过程中，应该针对动力装备、受力装备、荷载结构进行重点控制，这是决定农业机械设计水平的关键。
三、农业机械数字模型优化设计
1.确定农业机械设计的数字变量
数字变量的设置可以优化设计的过程，提高农业机械设计的质量，对于农业机械实际的强度、效率和安全有着重要的影响。应该根据行业的规范、传统的经验和相关的标准确定农业机械主要的强度、规格，这样有利于提高数字变量的准确性与有效性。
2.确定农业机械设计的约束条件
要结合农机设计的核心工作和主导思想确定设计工作中各种变量的变动区间和波动范围；查阅农机生产和制造材料的理化资料，确保对农业机械重点部件加工的约束条件，从力矩、弯曲度、壁厚等方面提升农业机械设计的水平。
四、农业机械数字虚拟样机模型建立
1.农业机械模型参数的确定
获得农业机械模型参数的方法有多种，以便应用几何定位点法进行主要参数的设定，对于主要定位参数要参照图纸，对于农机部件的运动质心与转动惯量需要借助UG软件，以计算的方法获得。
2.农机装置模型的检验
使用ADAMS/View等对创建农业机械装置多体动力学模型进行检验，以试验验证优化设计方案及结果的可行性，对优化前后的农业机械进行试验台实验，通过试验台的数据采集卡和基于Visual软件编写的性能检测软件，来提升农机装置的合理性与适用性。
3.农业机械实物模型
实物模型是农业机械设计中最后的环节，这一过程中要利用动态优化方法的优势对实物模型进行不断优化，同时做到对数字模型的不断调整，以此来确保农业机械设计与制造的同步性，也有助于节约农业机械设计的时间与经济成本。
五、结语
动态优化方法具有可调整和可深度优化，在农机设计工作中以动态优化方法可以建立动态的数字模型。在各类数学算法优化的基础上，实现对农业机械和设备的科学设计。这不但可以提高设计的可行性，而且也可以大幅度提升设计的效率，详细的动态优化方法将会是农机设计的主流方式与方法。应该从动态优化方法关键步骤出发，做好过程和细节方面的动态设计与优化，这样才能使农业机械更能适应生产实际和市场竞争，进而使农业机械设计、加工和制造水平得到全面提升。
农业机械是农业生产水平的体现与基础，设计工作是农业机械生产第一步，也是决定整个农业发展的关键环节。传统的农业机械设计中，科研单位和生产厂家大多数采用数学模型的方法进行设计。在利用模拟优化的方法进行调整和优化，这会产生农业机械设计过程中的误差加大，并会因设计中灵活性不足而出现市场化和适应性的不足。动态优化方法是遗传算法的优化，通过动态优化方法可以以模糊控制、动态控制和遗传算法等诸多方法来实现农业机械设计过程效率的提升和质量的提高，进而达到对农业机械设计过程与结构的优化，实现农业机械设计效率和农业机械市场竞争力的提升与培养，从设计、技术与市场三个层面促进农业机械装配与生产水平的提高。
一、动态优化方法的概述
1.农业机械设计领域动态优化方法的概念
动态优化方法是新时期农业机械设计领域中新兴的方法，是通过计算机辅助技术、优化遗传算法、实物模型等各类设计方法的优化，在农业机械设计的整体过程中不断调整和更新的方法。在农业机械设计中动态优化方法的应用可以提高设计效率，使设计出的农机设备更符合生产与市场的要求，这有利于提高农业机械的性能，进而提升整个农机的技术与装备发展水平，有助于农业机械化、现代化核心发展目标与任务的完成。
2.动态优化方法在农业机械设计应用的流程
动态优化方法在农业机械设计中不但应用范围广泛，各种类型的农机具都可以利用动态优化方法进行设计，而且动态优化方法具有应用水平深入的特点，各种农机的核心部件都可以通过动态优化方法的应用来提升部件的强度与技术性能。动态优化方法应用在农业机械设计过程中，应该注意应用的基本流程，只有流程做到了规范化，动态优化方法的优势才能够得到发挥，提高农业机械设计质量也才能落实到科学、可控的范围之内。动态优化方法应用与农业机械设计应该注意如下主要步骤和流程：农业机械项目立项→农业机械数字模型建立→农业机械数字模型遗传优化设计→数字虚拟样机模型建立→模糊控制与动态控制→实物模型。只有注意上述环节农业机械设计的动态优化方法才能够有科学的基础，农业机械设计成果也能够得到市场与实践的认可。
二、农业机械数学模型建立
应该根据农业机械的功能、结构、操作和系统进行农业机械相关部件的分解，建立起农业机械每个部位的数学模型，这有利于农业机械设计工作的开展，同时也有助于提高农业机械设计的质量。在农业机械数字模型的建立过程中，应该针对动力装备、受力装备、荷载结构进行重点控制，这是决定农业机械设计水平的关键。
三、农业机械数字模型优化设计
1.确定农业机械设计的数字变量
数字变量的设置可以优化设计的过程，提高农业机械设计的质量，对于农业机械实际的强度、效率和安全有着重要的影响。应该根据行业的规范、传统的经验和相关的标准确定农业机械主要的强度、规格，这样有利于提高数字变量的准确性与有效性。
2.确定农业机械设计的约束条件
要结合农机设计的核心工作和主导思想确定设计工作中各种变量的变动区间和波动范围；查阅农机生产和制造材料的理化资料，确保对农业机械重点部件加工的约束条件，从力矩、弯曲度、壁厚等方面提升农业机械设计的水平。
四、农业机械数字虚拟样机模型建立
1.农业机械模型参数的确定
获得农业机械模型参数的方法有多种，以便应用几何定位点法进行主要参数的设定，对于主要定位参数要参照图纸，对于农机部件的运动质心与转动惯量需要借助UG软件，以计算的方法获得。
2.农机装置模型的检验
使用ADAMS/View等对创建农业机械装置多体动力学模型进行检验，以试验验证优化设计方案及结果的可行性，对优化前后的农业机械进行试验台实验，通过试验台的数据采集卡和基于Visual软件编写的性能检测软件，来提升农机装置的合理性与适用性。
3.农业机械实物模型
实物模型是农业机械设计中最后的环节，这一过程中要利用动态优化方法的优势对实物模型进行不断优化，同时做到对数字模型的不断调整，以此来确保农业机械设计与制造的同步性，也有助于节约农业机械设计的时间与经济成本。
五、结语
动态优化方法具有可调整和可深度优化，在农机设计工作中以动态优化方法可以建立动态的数字模型。在各类数学算法优化的基础上，实现对农业机械和设备的科学设计。这不但可以提高设计的可行性，而且也可以大幅度提升设计的效率，详细的动态优化方法将会是农机设计的主流方式与方法。应该从动态优化方法关键步骤出发，做好过程和细节方面的动态设计与优化，这样才能使农业机械更能适应生产实际和市场竞争，进而使农业机械设计、加工和制造水平得到全面提升。
