【摘要】：在電氣設(shè)備加工、裝配、運(yùn)行過程中,不可避免地存在諸如制造偏差、材料特性差異、溫度變化等不確定性,往往使得電氣設(shè)備的參數(shù)偏離原始設(shè)計(jì)值,進(jìn)而造成設(shè)備性能下降,甚至發(fā)生故障。為了降低不確定性因素對電氣設(shè)備所造成的影響,合理地平衡電氣設(shè)備的可靠性和其他性能指標(biāo),工程中的不確定性在產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)階段就應(yīng)當(dāng)加以考慮。針對考慮不確定性因素的優(yōu)化設(shè)計(jì)中可靠性分析問題,本文主要完成以下工作:首先,為了衡量電氣設(shè)備在不確定性因素影響下的可靠性,本文研究了一種科學(xué)的可靠度計(jì)算方法:自適應(yīng)克里金協(xié)助的權(quán)重指數(shù)式蒙特卡洛仿真法(AK-WMCS)。其中,自適應(yīng)克里金部分用于近似工程問題中計(jì)算成本高的約束函數(shù),其自適應(yīng)采樣過程在一個(gè)學(xué)習(xí)函數(shù)的指導(dǎo)下進(jìn)行,提高了克里金模型用于可靠度計(jì)算時(shí)的精度。權(quán)重指數(shù)式蒙特卡洛仿真法則在傳統(tǒng)蒙特卡洛仿真法的基礎(chǔ)上引入了權(quán)重指數(shù),減少了傳統(tǒng)蒙特卡洛仿真法的試驗(yàn)次數(shù),提高了可靠度計(jì)算過程的效率。然后,對自適應(yīng)克里金協(xié)助的權(quán)重指數(shù)式蒙特卡洛仿真法進(jìn)行了驗(yàn)證工作。采用兩個(gè)不同非線性程度的解析函數(shù)及一個(gè)檢驗(yàn)電磁場分析方法的標(biāo)準(zhǔn)問題進(jìn)行可靠度計(jì)算,并將計(jì)算結(jié)果與可靠性指數(shù)法、一階靈敏度協(xié)助的蒙特卡洛仿真法、二階靈敏度協(xié)助的蒙特卡洛仿真法及傳統(tǒng)的蒙特卡洛仿真法進(jìn)行了對比,證明了自適應(yīng)克里金協(xié)助的權(quán)重指數(shù)式蒙特卡洛仿真法在進(jìn)行可靠度計(jì)算時(shí)的高效性和準(zhǔn)確性。最后,將自適應(yīng)克里金協(xié)助的權(quán)重指數(shù)式蒙特卡洛仿真法與粒子群優(yōu)化算法結(jié)合,形成基于AK-WMCS的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,并對一臺永磁同步電機(jī)進(jìn)行了基于可靠性的低齒槽轉(zhuǎn)矩優(yōu)化設(shè)計(jì)�；贏K-WMCS的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)方法能夠保證電機(jī)在不確定性因素的影響下,定子齒部磁密仍至少以某一目標(biāo)概率處于合理的設(shè)計(jì)范圍內(nèi),同時(shí)對電機(jī)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,以降低電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩�；贏K-WMCS的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)算法,可以在不改變現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝及裝配條件下,保證批量生產(chǎn)的電機(jī)性能在實(shí)際的不確定因素影響下的一致性和可靠性;改善了傳統(tǒng)的電機(jī)設(shè)計(jì)方法僅僅利用安全系數(shù)確或經(jīng)驗(yàn)公式確�？煽啃远鵁o法合理平衡可靠性和電機(jī)其他性能的現(xiàn)狀;對未來高性能電機(jī)的精細(xì)化設(shè)計(jì)和生產(chǎn)具有一定的指導(dǎo)意義。
【圖文】：

第 2 章 不確定性因素影響下的可靠性分析積分；積分域 g(x) ≤ 0 的形狀可能非常復(fù)雜；對于一些工程問題，約束非顯函數(shù)形式或需要通過外部仿真工具（如有限元法）來得到；以上對式（2.2）進(jìn)行計(jì)算存在困難。故可靠性分析及基于可靠性的優(yōu)化設(shè)采用合理的可靠度近似計(jì)算方法以提高整個(gè)算法的效率和精度。

本章選取解析法中具有代表性的可靠性指數(shù)法（Reliability index approach, RIA）及隨機(jī)仿真法中的蒙特卡洛仿真法進(jìn)行簡述。同時(shí)選取將約束函數(shù) g(x)進(jìn)行泰勒展開的一階靈敏度分析法（First order sensitivity analysis method）、二階靈敏度分析法（Secondorder sensitivity analysis method）及偽模型法中的克里金法進(jìn)行介紹，并將以上三種約束函數(shù) g(x)的近似方法與傳統(tǒng)蒙特卡洛仿真法結(jié)合，形成三種不同的可靠性分析方法，以便與第 3 章所研究的自適應(yīng)克里金協(xié)助的權(quán)重指數(shù)式蒙特卡洛仿真法進(jìn)行對比。2.2 可靠性指數(shù)法可靠性指數(shù)法首先將 D 維不確定性設(shè)計(jì)方案 x = (x1, x2, …, xD)T由原始設(shè)計(jì)空間轉(zhuǎn)換到標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)空間，若原不確定性設(shè)計(jì)方案 x 服從均值為 μ = (μ1, μ2, …, μD)T，方差為σ = (σ1, σ2, … , σD)T的正態(tài)分布，即 xi~ N(μi, σi2)，i = 1, 2, …, D，且各設(shè)計(jì)變量 x1, x2, …,xD之間相互獨(dú)立，，則經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化的 D 維不確定性設(shè)計(jì)變量為 u = (u1, u2, …, uD)T：, 1, 2, ...,i iiixu i D （2.3）
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM341

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

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本文編號：2623083