【摘要】：基于等效磁路模型,提出了一種使用引入死亡和戰(zhàn)爭(zhēng)因素的變種群規(guī)模遺傳算法進(jìn)行永磁渦流驅(qū)動(dòng)器的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法.首先建立磁場(chǎng)分析模型,推導(dǎo)關(guān)鍵參數(shù)的解析表達(dá)式.在此基礎(chǔ)上,以永磁體厚度、極弧系數(shù)、銅盤厚度以及永磁體個(gè)數(shù)為變量,以輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和驅(qū)動(dòng)器體積為優(yōu)化目標(biāo),提出了基于熵值權(quán)重的永磁驅(qū)動(dòng)器多目標(biāo)優(yōu)化函數(shù),然后應(yīng)用引入死亡和戰(zhàn)爭(zhēng)因素的變種群規(guī)模遺傳算法來(lái)優(yōu)化結(jié)構(gòu)尺寸.優(yōu)化結(jié)果得到了實(shí)驗(yàn)以及有限元仿真的驗(yàn)證,并且與其他算法進(jìn)行了比較.結(jié)果表明,相比其他優(yōu)化算法,該基于解析模型的變種群規(guī)模遺傳算法在結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)中有很好的計(jì)算效果.
【圖文】：

驗(yàn)結(jié)果予以驗(yàn)證，另外，，對(duì)該方法與其他文獻(xiàn)算法進(jìn)行了比較，以證明該算法的優(yōu)越性．1永磁渦流驅(qū)動(dòng)器的解析模型1.1忽略渦流效應(yīng)時(shí)的氣隙磁場(chǎng)分析為了簡(jiǎn)化計(jì)算過(guò)程，作出如下假設(shè):1)材料的磁導(dǎo)率為常數(shù)，不受外部因素影響．2)不考慮端部效應(yīng)與磁飽和對(duì)磁場(chǎng)的影響．3)在本部分計(jì)算中忽略由導(dǎo)體上感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)渦流驅(qū)動(dòng)器磁場(chǎng)分布的影響．PMECD的參數(shù)名稱設(shè)定如下:tc，tm分別表示導(dǎo)體盤和永磁體的厚度;wm，wi分別表示永磁體寬度及磁體間距;g表示氣隙的長(zhǎng)度;L表示永磁體的有效徑向?qū)挾龋畧D1是PMECD一個(gè)磁通閉合回路的拓?fù)鋱D，根據(jù)該圖并考慮到對(duì)稱性，可以繪制出等效磁路圖2，通過(guò)等效磁路法的建立可以計(jì)算出忽略渦流效應(yīng)情況下氣隙和銅盤上的磁通密度．變量定義如下:Ｒs是主動(dòng)轉(zhuǎn)子盤背鋼的磁阻;Ｒg是氣隙和銅盤的總磁阻;Ｒm是磁極的磁阻;Ｒl是磁鐵通過(guò)背鋼漏磁通對(duì)應(yīng)的磁阻;Ｒr是從動(dòng)轉(zhuǎn)子背鋼的磁阻;Ｒmm是磁極－磁極的漏磁通對(duì)應(yīng)的磁阻;Φr是磁極對(duì)應(yīng)的內(nèi)磁通磁源;Φg是磁極對(duì)應(yīng)的氣隙磁通;Φm是磁極對(duì)應(yīng)的外磁通磁源．為了提高計(jì)算的精確性［8］，本文將背鋼分為兩部分進(jìn)行分析，具體如圖3所示．圖1渦流驅(qū)動(dòng)器二維磁路Fig.1Magneticfluxpathsofthe2Deddy-currentdriver圖2圖1的等效磁路Fig.2EquivalentmagneticcircuitforFig．1圖3背鋼上的磁阻Fig.3Yokesreluctances背鋼總磁阻為Ｒs=Ｒs1+2Ｒs2=(Ｒsu1+Ｒsd1)+2(Ｒsu2+Ｒsd2)．(1)其中:Ｒsu1=Ｒsd1=wi/μ0μsLLs，(2)Ｒsu2=Ｒsd2=wm/μ0μs(LLs+0.5wmL)．(3)其中:μs是背鋼的相對(duì)磁導(dǎo)率;Ls是

跡嚶獐莞猛疾⒖悸塹蕉猿菩裕嘹梢曰嬤瞥齙刃Т?路圖2，通過(guò)等效磁路法的建立可以計(jì)算出忽略渦流效應(yīng)情況下氣隙和銅盤上的磁通密度．變量定義如下:Ｒs是主動(dòng)轉(zhuǎn)子盤背鋼的磁阻;Ｒg是氣隙和銅盤的總磁阻;Ｒm是磁極的磁阻;Ｒl是磁鐵通過(guò)背鋼漏磁通對(duì)應(yīng)的磁阻;Ｒr是從動(dòng)轉(zhuǎn)子背鋼的磁阻;Ｒmm是磁極－磁極的漏磁通對(duì)應(yīng)的磁阻;Φr是磁極對(duì)應(yīng)的內(nèi)磁通磁源;Φg是磁極對(duì)應(yīng)的氣隙磁通;Φm是磁極對(duì)應(yīng)的外磁通磁源．為了提高計(jì)算的精確性［8］，本文將背鋼分為兩部分進(jìn)行分析，具體如圖3所示．圖1渦流驅(qū)動(dòng)器二維磁路Fig.1Magneticfluxpathsofthe2Deddy-currentdriver圖2圖1的等效磁路Fig.2EquivalentmagneticcircuitforFig．1圖3背鋼上的磁阻Fig.3Yokesreluctances背鋼總磁阻為Ｒs=Ｒs1+2Ｒs2=(Ｒsu1+Ｒsd1)+2(Ｒsu2+Ｒsd2)．(1)其中:Ｒsu1=Ｒsd1=wi/μ0μsLLs，(2)Ｒsu2=Ｒsd2=wm/μ0μs(LLs+0.5wmL)．(3)其中:μs是背鋼的相對(duì)磁導(dǎo)率;Ls是鋼盤厚度．氣隙與導(dǎo)體銅盤總磁阻和永磁體的磁阻可以由以下公式求出:Ｒg=ge/μ0L(wi+wm)，(4)Ｒm=tm/μ0μrwmL．(5)其中:ge=g+tc為等效氣隙長(zhǎng)度;永磁體的相對(duì)磁導(dǎo)率為μr=－Br/μ0Hc．為了簡(jiǎn)化計(jì)算，使用圓�。本�模型，漏磁出射角度設(shè)為π/2，故永磁體通過(guò)背鋼漏磁通對(duì)應(yīng)的磁導(dǎo)為Pl=μ0∫L10［L/(πx+tm)］dx．(6)其中L1=min{g，wi/2}．(7)根據(jù)式(6)，式(7)得到永磁體通過(guò)背鋼漏磁通對(duì)應(yīng)的磁導(dǎo)Pl的通式:Pl=μ0Lπl(wèi)n(1+π


本文編號(hào)：2560900