基于拟牛顿法和模式搜索法优化永磁发电机

采用拟牛顿方法和模式搜索方法对一台汽车用永磁发电机进行了优化设计.在给出一台42V汽车用永磁发电机等效磁路和设计流程图的基础上,采用等效磁路的方法设计该永磁发电机.选择定子外径、定转子有效长度、定子槽尺寸、永磁体径向厚度以及线径等多个参数为优化变量,选择电机效率为优化目标.采用拟牛顿优化方法和模式搜索法对电机进行优化,给出优化结果.本文对汽车用永磁发电机的参数计算和优化设计等提供了一定的理论参考.     

爪极发电机的气隙磁场与结构的优化

采用三维有限元方法对爪极发电机的磁场和结构进行了研究。基于ANSOFT软件对发电机空载和负载气隙磁场进行了计算仿真,反映了电枢反应对气隙磁场的影响,同时利用MATLAB软件对空载气隙磁密进行了谐波分析。通过对爪极发电机漏磁的分析和相关结构的优化,得出了电机结构尺寸与效率的关系曲线,论证了结构尺寸对爪极发电机效率的影响。最后通过基于正交试验原理的方法,优化出了电机结构尺寸的最优解。     

基于支持向量机和遗传算法的爪极发电机建模及参数优化

爪极发电机广泛应用于汽车、航天等国民经济重要领域,高质量的发电机输出电压是用电设备可靠运行的重要保证.本文从爪极发电机有限元仿真计算出发,通过电机参数样本空间设计,利用支持向量机对其电磁模型进行非线性回归分析,而后利用遗传算法对其结构进行优化.仿真结果表明,所建立的非参数模型是准确可行、并且是高效的.采用支持向量机回归方法和遗传算法相结合对电机的结构参数进行优化,为电机优化设计提供了一种新的思路.     

爪极发电机负载漏磁计算

采用三维瞬态有限元方法对一台电励磁爪极发电机和一台混合励磁爪极发电机进行了负载漏磁计算。爪极发电机的特殊爪极结构决定了电机磁场呈三维分布,需要用三维数值方法计算。首先对永磁体进行了优化分析,确定了永磁体牌号和三维尺寸。接着分析了两种电机的气隙磁密波形。然后得到了在输出恒压的前提下两种电机不同转速和不同励磁电流下的负载平均漏磁系数以及最大输出功率。并且得出了两种电机效率与负载平均漏磁系数的变化关系。最后,计算值与样机实测值的一致性验证了计算结果的有效性。     

单相串励电动机优化设计

针对单相串励电动机效率低的缺点,采用拟牛顿法对一台食物搅拌机用单相串励电动机进行了优化设计。首先给出了单相串励电动机的电压方程、功率方程及等效磁路,并得出了电机的极弧系数、匝比、极宽以及轭高等变量下的效率变化曲线,然后采用拟牛顿法对电机各参数进行优化设计,在满足约束条件的前提下,效率达到最大值。实测值与计算值的一致性验证了理论计算的准确性。     

汽车用爪极发电机的电磁建模及参数优化技术

针对现在汽车上广泛应用的爪极发电机运行效率低的问题,利用电机三维有限元分析找出其效率低的主要原因是存在严重的漏磁现象。通过优化爪极发电机的结构参数达到最小化漏磁从而间接地达到提高电机效率的目的是本文研究的出发点。爪极发电机结构参数优化需要进行大规模的迭代计算,为了降低优化计算的成本,引入了基于支持向量机非参数建模思想,非参数模型和智能优化算法的运用达到了最小化爪极发电机漏磁的目的,试验结果验证了理论分析的正确性。     

串联磁路混合励磁爪极发电机的结构设计和特性

针对电励磁爪极发电机效率低、永磁爪极发电机磁场调节困难的问题,提出了一种串联磁路混合励磁爪极同步发电机,利用磁路计算方法和三维有限元的分析研究了这种新型电机各部分的磁通密度大小,确定了合适的极对数和合理的磁钢厚度,探讨了这种新型电机的空载特性、外特性和调节特性.研究表明:串联磁路混合励磁爪极发电机合适的极对数为2,且磁钢厚度存在一个较为合理的优化值;相对于电励磁爪极发电机,它实现了励磁电流的双向控制;相对于永磁爪极发电机它使得输出电压的可调,在更宽的负载范围内实现了输出电压的恒定;在参数相同的情况下,与电励磁爪极发电机相比,该电机具有更高的气隙磁通密度和功率密度.     

基于力学及电学性能的汽车发电机转子爪极尺寸优化选择

将汽车发电机转子梯形爪极等效为悬臂梁模型,应用基本的气隙磁场理论和材料力学理论,考虑转子爪极所受离心力及气隙磁场径向力,分析变化参数下梯形爪极的变形趋势及规律。利用Ansys软件建立三维有限元结构力学分析模型,得出基本的结构位移变形分布图。着重求导了主波磁场所产生的径向力及转子离心力,然后在此基础上分析比较不同爪极厚度轴向角β时爪极最大挠度的大小。利用Maxwell 3D软件建立三维有限元电磁场分析模型,比较不同β角时的电势波形及效率的变化。在尽可能减少爪极挠曲形变对汽车发电机气隙磁导的影响的同时,保证发电机良好的输出性能,从而对发电机转子的爪极尺寸进行优化设计。该设计与优化方法可为高性能汽车发电机爪极设计提供理论指导。     

基于棱单元法计算爪极发电机负载特性

本文用四面体棱单元三维有限元方法计算一台28V,35A汽车用爪极发电机负载特性.用迭代的方法计算出发电机负载不同转速时的输出电流.棱单元有限元法比节点元有限元法对内存的需求少,计算时间少,因此适合计算爪极发电机负载特性.样机的实验结果与棱单元法计算结果的一致性验证了计算结果的正确性.本文对爪极发电机负载性能和参数的计算以及爪极发电机的优化设计具有一定的理论参考意义.     

爪极发电机建模及参数优化设计

建立了爪极发电机的三维有限元模型,对其漏磁进行了深入的分析。通过电机参数样本空间设计,利用支持向量机对爪极发电机的漏磁系数进行非线性回归建模分析,然后基于混沌理论对爪极发电机结构参数进行优化。仿真结果表明,支持向量机用于爪极发电机非参数建模准确可行,并且是高效的,非常适合于需要大规模迭代计算的参数优化。将有限元电磁仿真与支持向量机结合用于非参数建模,以及在非参数模型的基础上用混沌进行优化,为爪极发电机及其它的电磁工程设计提供了一种新的思路。     

规则法和混合法相结合的遥信错误辨识方法

针对遥信错误辨识问题,提出了一种基于规则和混合法的遥信错误辨识方法。首先制定规则剔除简单的遥信错误;对于无法通过简单规则辨识的遥信,提出采用转移潮流法和新息图法相结合的拓扑错误混合辨识方法进行辨识,该混合辨识方法具有如下特点:以前一断面的状态估计结果作为基态,避免转移潮流法在实际工程中基态选择的困难;通过新息图法中的修正预估比判断拓扑可疑支路,避免转移潮流法中用转移潮流判定拓扑可疑支路可能导致的误判;引入转移潮流法中注入功率对转移潮流的影响量,避免采用新息图法出现较大负荷预测误差产生负荷突变问题。最后,以算例证明了所述方法的有效性。     

双振子差分混沌特性判别方法

利用混沌振子检测微弱信号具有灵敏度高、抗噪性好等优点,其检测的关键在于对混沌特性的判别。该文在对Duffing振子混沌特性研究的基础上,提出了一种利用双振子差分来进行混沌特性判别的新方法。该方法具有直观、计算量小、抗噪性好和易于实现等优点。文中阐述了该方法的原理,提出混沌牵引的概念,给出相应的判别程序流程,最后对该方法进行了数字仿真,并应用该方法处理小电流接地故障保护现场数据,仿真试验结果证明了该方法的可行性和有效性。     

结合矩量法和边界元法的综合接地算法研究

为解决复杂土壤条件下接地系统参数计算问题,结合矩量法和边界元法,提出了一种可计算土壤中含有不同电阻率媒质模型的新型接地数值算法。该算法在分层土壤模型计算方法基础上,将土壤中不同电阻率媒质表面进行块状剖分,通过计算每块边界单元的电荷量分析其对地下电场以及接地系统泄漏电流分步的影响。该方法弥补了目前接地计算方法只能处理分层土壤模型的缺点,可对既分层又分块的土壤模型进行计算。同时通过两个接地极模型的计算,证明了该方法的可行,并通过其计算结果与经典文献中计算结果以及实测结果的比较说明该方法的正确性。     

拟共轭梯度法

本文提出了求解多维无约束非线性最优化问题的有效方法——拟共轭梯度法,推导了拟共轭梯度法的计算公式、迭代方法和收敛判据。拟共轭梯度法不仅适用于目标函数有解析表达式的优化问题,而且也适用于难以求取目标函数的梯度和目标函数只有数值解的那些优化问题,因而具有广泛的使用领域。     

一种综合应用工频法和行波法的组合故障测距法

为提高输电线路的故障测距性能,笔者综合分析了工频法和行波法二者之间的测距特点,并提出了一种综合应用工频量法和单端行波法的组合故障测距法。首先,基于输电线路的沿线电压幅值分布规律,利用切线交叉的工频测距原理,初步确定故障区域,接着,在此基础上用A型行波法精确地测出故障位置。通过引入行波测距避免工频测距后续的迭代计算,克服迭代不收敛或收敛至伪根的问题,提高测距精度;用工频初步测距,缩小行波波头辨识范围,提高行波测距可靠性。经仿真验证:所提组合法比工频法测距精度更高,比行波法的波头识别更加准确可靠。     

基于椭圆法的交流信号实时处理方法

提出一种基于椭圆法的数据处理方法。与傅立叶变换相比，本方法仅要求等时间间隔采集数据，把频率和直流分量作为未知量，有效克服了系统频率波动对处理结果的影响。采用椭圆拟合实现数字滤波，滤波效果好。采用本方法对电力系统电压、电流信号采集和处理，获得了满意的结果。本方法具有实时性好，处理结果准确、硬件结构简单等优点，具有较高实用价值。     

复杂阻抗的简单计算方法--容量加权法

对110kV及以上变压器的各种调压方式作了论述,对复杂调压方式下的阻抗进行了计算,总结出了简单的公式.     

基于电压扫描和电导增量法的局部遮荫条件下多峰MPPT方法

传统的最大功率点跟踪(maximum power point tracking, MPPT)方法在均匀辐射条件下效率较高,但由于光伏阵列与辐射、温度之间的强非线性特性,在局部遮荫条件下阵列的多峰特性易使传统的MPPT方法陷入局部极值,无法有效追踪最大功率。建立了局部遮荫条件下的光伏阵列模型,针对局部遮荫产生的多峰情况,采用电压扫描比较的方法确定最大功率点附近的电压,并以此电压值作为变步长电导增量法的初始值进行搜索,最终确定最大功率点的位置。该方法避免了在多峰条件下最大功率点跟踪陷入局部极值,实现了有效跟踪。     

有限元方法计算电机转矩的研究

通过对变分法原理的推导分析,说明在计算力、力矩、电感、电容等与贮能有关的量时,用贮能函数导出比直接用势函数导出更为精确,并结合实验验证理论分析.在实验中进一步发现麦克斯韦张量法更加依赖于网格划分的程度,而利用能量法的计算时间明显比利用麦克斯韦张量法的计算时间长.     

结构力学中单位荷载法的教学方法设计

本文按照学生的认知规律,结合启发式教学,由浅入深,由已知的虚位移原理引出刚体系虚功原理、变形体虚功原理,并用简单例题说明虚功原理的应用,最后推导出结构位移计算的一般公式,使学生较容易地掌握和理解结构位移计算的基本原理,教学效果良好。