基于多目标混合模拟退火算法的直流电机设计及优化

【摘要】与交流电机相比较,直流电机具有起动转矩大、调速能耗少级调速性能好等优点,所以对于轧钢机、电力机车等一些对调速性能和起动性能要求高的生产机械上有较广泛的应用。本文介绍了直流电机的基本结构和设计特点,并按照相关技术标准要求,设计了11kW的励磁直流电机,并对其进行优化分析,具体工作如下：1、探讨了遗传算法(GA)和模拟退火算法(SA)的基本原理及流程图,并将两者相结合,构成新型的多目标混合模拟退火算法,并详细介绍其基本流程。2、分析了直流电机的基本原理及结构特点,对直流电机与交流电机的设计进行比较；详细介绍了直流电机的设计特点,并以11kW电动机为例设计了一台他励直流电动机；用C++语言编写完成直流电机的电磁计算程序,对其设计结果用Ansoft软件进行校验,以此来验证电磁计算程序的精确度。3、建立了直流电动机的多目标优化模型,选定合适的优化设计中所需要的目标函数、约束条件和优化变量。在多目标混合模拟退火算法的基础上结合直流电机的电磁计算程序,完成直流电机的优化程序。用C#设计优化界面,并导入直流电机的优化程序,最终形成界面化的直流电机多目标逆向优化系统软件。对于不同型号规格的直流电机进行优化设计,分析其优化时长、进化代数并输出全部非劣解作为优化结果,从非劣解集中选取综合适应度最高的一个为例与原设计相比较,查看优化效果,检验该优化系统的实用性,并用Ansoft软件对优化后的电机进行校核。论文的研究工作得到国家科技支撑计划课题大型流体机械节能技术研究与应用(2013BAF01B02)、矿山用大型主排水泵电机系统节能技术的研究与应用(2013BAF01B01)的共同资助。
【作者】赵小敏；
【导师】王群京；
【作者基本信息】安徽大学，检测技术与自动化装置，2014，硕士
【关键词】直流电机；多目标混合模拟退火算法；优化设计；

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