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港口移动式高架起重机(简称高架起重机)是一种广泛应用于港口集装箱、杂货及散货等吊运的可方便转场的多用途起重设备,具有机动性好、适用性强及经济性优等优点,在国外已有近60年的发展历史。变幅系统是高架起重机的核心组成部分,其设计合理与否直接影响着各设计指标的优劣和整机性能的好坏。本文在对动臂式起重机变幅系统研究的基础上,以高架起重机变幅系统为研究对象,分析其组成及工作原理,建立其多目标优化数学模型,并基于灰色系统理论对多目标优化中两个关键性问题展开研究。本文主要研究工作及成果如下：(1)研究变幅过程中载重水平位移的工作原理,建立以载重水平位移、臂架强度和变幅油缸力组成的变幅系统数学模型,并分析塔柱滑轮组坐标的变化对吊钩运动轨迹高度差值、臂架强度及变幅油缸力差值的影响。(2)建立变幅过程中以吊钩运动轨迹高度差值、臂架强度及变幅油缸力差值最小为目标的多目标优化数学模型。以YHC280型高架起重机作为算例,采用线性加权法对其变幅系统多目标优化问题进行求解。(3)针对多目标优化问题中如何从若干有效解获取最有效解的问题,以YHC280型高架起重机作为算例,分别通过理想点法、线性加权法及平方和加权法求得其变幅系统多目标优化问题的三组有效解,并基于灰色系统理论的灰色聚类法,确定各有效解的优劣次序,从而获得优化问题的最有效解。(4)针对传统权重法在求解多目标优化问题中的局限性,介绍基于灰色系统理论的权系数群体评估法的多目标优化改进策略,并将其应用于YHC280型高架起重机变幅系统多目标优化问题的求解中,验证该方法在求解多目标优化问题时的合理性与有效性本文通过建立高架起重机变幅系统多目标优化数学模型,以YHC280型高架起重机变幅系统作为算例,基于灰色系统理论的灰色聚类法和权系数群体评估法对多目标优化设计中两个关键性问题进行了研究。研究结果表明,两种方法在求解多目标优化问题时能够提高设计的可靠性,是行之有效的。