改进的差分进化算法及应用

差分进化算法(differential evolution algorithm,DE)是近年来比较流行的进化算法,鉴于其控制参数少、操作简单,被广泛应用于复杂的优化问题中.但常规的差分进化算法存在停滞现象,容易使算法收敛停止,鉴于此本文提出一种改进的差分进化算法,对算法提出另一个终止条件并且重新产生初始个体,时种群大小N,变异率F,交叉率CR其中的也可作调整,在计算过程中引入精英策略,既防止了停滞现象也加快了收敛速率并使算法能收敛到全局最优.通过几个计算典型测试函数,结果表明改进的差分进化算法在优化结果和收敛速度上都优于传统的差分进化算法,因此说明了改进的有效性.     

永磁同步直线电机纵向边端效应补偿辅助极设计与分析

永磁同步直线电机(PMLSM)磁场分布复杂,缺少抑制纵向边端效应力方法的设计解析式。为抑制边端效应产生的纵向边端效应力,设计一种PMLSM辅助极结构。以12槽14极PMLSM为模型,利用等效磁路法和虚位移法推导最优辅助极结构及位置的解析表达式。利用Ansys Maxwell软件对模型进行有限元计算,有限元计算结果与解析计算结果基本一致。加入设计的辅助极后,空载磁阻力比优化前减小70%,对比两种抑制纵向边端效应力的方法,证明数学模型的正确性及辅助极结构的有效性。     

有限元结合并行梯度遗传算法及其应用

文章介绍一种新型的改进遗传算法-并行梯度遗传算法。其原理是把并行计算和梯度算法结合到遗传算法中。这个种方法既可以充分利用计算机多核CPU,又可以加速遗传算法的收敛时间,提高计算效率。将该算法应用于永磁直线同步电机(PMLSM)有限元分析中。通过编程实现Ansoft3D宏功能,对PMLSM进行磁场和水平推力分析,并对PMLSM单位体积水平推力进行优化,达到提高PMLSM单位体积推力的目的。结果表明:该算法优化时间短,并且电机的水平推力得到显著提高。     

应用自适应混沌差分进化算法评定圆柱度误差

根据评定误差的最小包容区域准则,应用坐标变换法建立评定圆柱度误差的4变量无约束优化模型。由于差分进化(Differential evolution,DE)算法具有概念简单和收敛速度快的优点,文中利用一种改进DE算法——自适应混沌DE(Adaptive chaotic DE,ACDE)算法求解评定圆柱度误差的无约束优化问题。通过2个基准函数优化问题的对比测试,验证改进算法的有效性。最后,给出2个圆柱度误差评定实例。结果表明,ACDE算法的计算效率优于遗传算法和蜂群优化算法,可靠性和稳健性优于6种对比智能算法。误差评定模型和求解方法适用于形位误差测量仪器及三坐标测量机。     

磁悬浮直线电机三维有限元分析及优化设计研究

磁悬浮式运动平台易于实现大范围高精度的微运动,适合应用在精密加工和超精密测量领域。为了抑制磁悬浮直线电机电磁力谐波分量对控制系统的影响,提高磁悬浮运动平台的动态性能,以HALBACH型永磁同步直线电机为研究对象,提出了一种改进的直线电机动子HALBACH永磁阵列结构。利用有限元软件建立直线电机三维有限元模型,得到了电机水平推力和悬浮力波形,最后对电磁力波形进行了谐波分析。分析结果表明,采用优化的动子结构有效减小了直线电机电磁力波动,有利于提高磁悬浮运动平台的控制精度。     

压铸机多变量压射过程非线性预测控制

在压铸机压射过程的电液压伺服控制系统中,提出了一种基于混沌自适应差分进化算法(CADE)的压铸机多变量压射过程非线性预测控制方法.该方法将帐篷映射嵌入到自适应差分进化算法(DE)中,改进了DE算法中交叉因子及编译因子的产生过程.通过仿真实验结果表明,利用该智能算法对压射控制PID控制器进行参数优化,能实现压铸机压射速度的快速寻优,使其非线性预测控制动态特性更好,控制精度更高,从而达到系统的最优控制目的.     

基于改进差分进化算法的机械手轨迹控制

为提高机械手系统的轨迹控制精度,提出了一种基于改进差分进化算法(Differential Evolution, DE)的机械手轨迹控制方法。以单关节机械手为研究对象,首先,假设其做摆线运动,同时采用PD控制方法跟踪机械手实际运动轨迹;然后,提出改进差分进化算法,优化整个运动过程中机械系统消耗的能量,进而得到一组最优的离散偏差;最后,对这些离散偏差使用三次样条插值法,从而得到连续的机械手实际的运动轨迹。与差分进化算法进行仿真对比,该控制方法得到的机械手运动轨迹精度更高、消耗的能量更少。     

车身覆盖件模具的拉深筋工艺设计和优化

在传统拉深筋设计过程中,拉深筋初始方案的确定完全依赖于经验,具有很大的偶然性.本文将优化理论与有限元逆算法相结合,优化初始拉深筋设计方案.在优化过程中.提出了一种将FLD和板料厚度分布相结合的目标函数,同时对传统的可行方向法(FDM)进行了一些改进.将改进的FDM和有限元逆算法结合优化等效拉深筋,然后根据等效拉深筋阻力密度值计算相应的拉深筋工艺参数.在板料成形模拟系统FASTAMP中开发了一个拉深筋工艺优化模块,并以NUMISHEET2002中的现代汽车翼子板为例,验证了该优化模块的准确性.     

不影响永磁直线同步电机推力的磁阻力优化

针对永磁直线同步电机的精确运动控制问题,提出了一种在不影响推力的情况下抑制电机磁阻力的方法.首先,对具有横向和纵向磁通的双边磁通永磁直线同步电机机构进行分析,并对永磁体动子移动时的磁阻力变化进行推导;其次,通过在两个永磁体动子之间引入90°的相位差,以消除端部效应对推力谐波分量的影响,并通过电枢绕组的重新布置来保持原有...     

数控机床永磁直线电动机磁悬浮运行机制研究

为实现数控机床永磁直线同步电动机的磁悬浮运行,须对电动机的电磁推力和悬浮力进行实时控制。电磁推力和悬浮力的计算是数控机床磁悬浮永磁直线同步电动机设计及控制的基础。根据数控机床永磁直线同步电动机的磁悬浮运行机制,推导出电动机的电磁推力和悬浮力与电流之间关系的数学模型。并用Ansoft对电磁推力和悬浮力进行有限元分析,将解析计算结果与Ansoft的计算结果进行比较,验证了数学模型的有效性与正确性,为数控机床永磁直线同步电动机磁悬浮控制系统的分析与设计提供依据。