双三相永磁同步发电机多目标优化设计

为实现双三相永磁同步发电机(PMSG)的低固有电压调整率、高发电效率和低成本的特性,研究了侧重于降低固有电压调整率的多目标优化设计方案。采用解析法建立单元电机磁链模型,以永磁体磁化方向长度、永磁体所跨弧长和单元电机相绕组匝数为设计变量,分析上述参数对固有电压调整率、发电效率等评价指标的影响,并提出了基于权重系数的多目标优化函数。分别用标准遗传算法(SGA)、差分进化算法(DE)和基于以上2种算法的混合遗传算法(HGA)优化设计参数并进行对比。试验结果表明,HGA优化效果与设计目标具有良好的一致性,与初始设计参数相比,优化后的电机输出能力以及稳压能力均有所改善。     

变压器多目标优化设计

结合变压器多目标优化设计这一实际工程问题，研究了处理多目标问题的主要方法，如分层序列法、参考点法，并分别以上述两种方法为数学基础，形成了变压器多目标优化设计的动态交互式决策支持系统。     

考虑运行工况的模块化双永磁游标电机多工作点优化设计

双永磁游标电机基于双向磁场调制效应原理运行,在转矩密度提高的同时,存在电机损耗较大的问题。采用传统以电机额定点为优化对象的优化方法,仅能提升额定工作点的性能,难以保证电机实际运行工况下多个工作点高效运行的需求。为此,该文提出考虑运行工况的电机多工作点优化方法,设计了低损耗模块化双永磁游标电机。采用K聚类法精确提炼代表工作点及其权重,为了使优化过程更加高效化,采用灵敏度分析法将变量分区定性优化减少设计空间,结合响应面法与具有高收敛性的基于变异算子的多目标差分进化算法确定高敏参数的全局最优解,从而实现运行工况下高效准确的电机参数优化。仿真与实验结果验证了设计方法的有效性。     

基于遗传算法和Taguchi法的Fa-SynRM多目标优化设计

该文首先分析铁氧体辅助式同步磁阻电机的数学模型,并利用等效磁路法分析电机的物理模型,从而得到凸极比与电机结构参数之间的关系表达式。然后以功率因数为主要目标函数,利用遗传算法优化设计铁氧体长宽尺寸和电流角等电机参量,再通过Taguchi法和有限元法相结合的方法继续优化电机参量,得到相关参数的最佳组合值,进一步提高电机功率因数,减少转矩脉动和铁氧体体积。最后,通过仿真实验验证了优化过程的合理性和优化结果的准确性,以及裂比系数对电机性能的影响。该方法降低了运算难度和成本,有效提高了功率因数,减少了转矩脉动和铁氧体体积。     

电励磁双定子场调制电机的多目标优化设计分析

电励磁双定子场调制电机适用于低速大转矩直驱应用场合,融合了双定子电机理论和磁场调制电机理论,具有转矩密度高和控制灵活等优点。针对该电机双层气隙、双定子的复杂结构以及含有丰富的谐波磁场,利用有限元软件建立其结构参数模型,以高转矩密度和低转矩纹波为优化目标,基于敏感性分析对关键尺寸参数进行敏感度分层,并根据参数敏感度层次将基于遗传算法的多目标优化分析以及响应面法和单参扫描法等多种优化方法相结合,最终确定电机的最优结构尺寸参数。基于二维有限元法对所提电机的空载感应电动势、定位力矩、电磁转矩等电磁性能进行分析计算,并通过样机实验验证了基于参数敏感度分层的多目标优化设计方法的有效性和有限元分析的正确性,丰富了该类结构复杂的场调制电机的高效优化设计途径。     

洗衣机电机的多目标优化设计

采用可变容差法对洗衣机电机进行多目标优化设计,给出了优化结果。实践证明,多目标优化能兼顾生产厂家和用户二者之间的利益。优化结果与实测数据相符,可用于生产实践。     

基于田口算法的内置式永磁同步电机多目标优化设计

内置式永磁同步电机具有效率高、功率密度高、转矩密度高、弱磁调速性能好等优点,在电动汽车驱动领域应用广泛。但由于齿槽转矩和磁阻转矩的存在,相比于其他类型的永磁电机,内置式永磁同步电机的转矩脉动较大,从而影响电机运行的稳定性和使用寿命。为了提高电机的转矩特性,本文提出了基于田口算法的内置式永磁同步电机多目标优化设计。首先,合理选择电机转子关键结构参数作为优化变量。并以电机最大平均转矩、最小转矩脉动、最小齿槽转矩为优化目标,利用田口算法对电机进行优化,最终得到了优化后的转子结构参数。有限元仿真结果证明了所述优化方法的有效性。本文对车用内置式永磁同步电机的优化设计具有一定的理论意义和工程参考价值。     

基于改进迭代田口法的双余度永磁同步电机优化设计

针对双余度永磁同步电机（DRPMSM）的多目标优化设计问题,该文采用Pearson相关系数分析法,在参数敏感度分析的基础上,提出一种改进迭代田口法的多目标优化设计方法。该方法利用单余度模式下的田口法优化设计结果作为双余度模式下优化因子水平取值的依据,对优化因子的水平取值进行了优化选择。既考虑了各工作模式下的优化设计,又解决了不同水平值之间无法寻优的问题。以800 W双余度永磁同步电机为例,利用有限元仿真,对比分析了优化前后的效率、转矩等关键性能参数,验证了所提优化方法的有效性。最后,制作了实验样机,实验测试结果与优化设计结果有较高的吻合度,证明该文所提出方法可有效解决多余度电机的多目标优化设计问题,拓宽了对于该类电机的优化设计思路。     

考虑多目标优化的输电网故障诊断

提出了电网故障诊断新模型及相应求解方法。该模型以故障停电区内的可疑故障设备状态、保护和断路器实际动作状态作为优化变量,建立保护/断路器的期望状态和实际状态差异度最小以及保护/断路器实际状态和对应警报信息差异度最小等的多目标优化解析模型;对于该模型采用基于模糊优化技术的求解方法进行求解。该模型优化变量的维数,大大降低而避免陷入"维数灾";同时,因所建立模型为多目标优化模型并采用模糊优化求解技术,回避了简单加权系数法加权系数选择的困难。算例分析结果证明了所提方法的有效性。     

无源滤波器多目标优化设计

配电电网装设无源滤波器以补偿无功和抑制谐波的设计中,滤波器的LC参数是一个多约束、非线性的规划问题,其参数优化最为关键。针对目前现有优化设计方法中,假设条件较多、寻优能力不强、寻优速度较慢等问题,利用改进遗传算法的全局寻优能力,提出了一种新的无源滤波器设计方法,即无源滤波器的成本、无功补偿和滤波效果3个目标全局优化。通过适应度函数的阈值制约以及以不同概率进行染色体选择操作,使得种群向3个目标最佳协调点进化;通过混沌算子解决早熟收敛的问题。工程算例的仿真计算表明了应用遗传算法设计滤波方案的优越性和对遗传算法改进的有效性。