發(fā)布時(shí)間：2024-01-04 18:08

　　比功率對(duì)于重點(diǎn)關(guān)注輸出功率的重型魚雷用驅(qū)動(dòng)電機(jī)而言具有重要意義,它表征了單位體積或單位重量?jī)?nèi)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力。魚雷內(nèi)的一切裝置,都希望做到重量輕、體積小、工作可靠、性能良好、使用方便等。當(dāng)電機(jī)體積與重量受到嚴(yán)格限制無(wú)法大幅增加時(shí),更高的比功率可以給電機(jī)帶來更高的輸出功率。目前重型魚雷推進(jìn)電機(jī)大多采用永磁無(wú)刷雙轉(zhuǎn)直流電機(jī),由于安裝空間受限,對(duì)比功率提出了更高的要求。因此,研究高比功率永磁無(wú)刷電機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法具有較高的理論和實(shí)際意義。本文首先介紹了傳統(tǒng)電機(jī)的設(shè)計(jì)方法流程,針對(duì)電機(jī)電磁設(shè)計(jì)過程中結(jié)構(gòu)尺寸多、約束條件復(fù)雜的特點(diǎn),在對(duì)問題進(jìn)行簡(jiǎn)化并在考慮問題特點(diǎn)的前提下,創(chuàng)新性地選用了一種改進(jìn)的量子遺傳算法作為電機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法。其次,以某磁系統(tǒng)在外的永磁無(wú)刷雙轉(zhuǎn)電機(jī)為原型,建立了以電機(jī)重量為優(yōu)化目標(biāo),包含10個(gè)優(yōu)化變量和12個(gè)約束的數(shù)學(xué)模型,使用引進(jìn)了動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)角控制策略、量子交叉操作、量子變異操作的改進(jìn)量子遺傳算法對(duì)模型進(jìn)行搜索。再次,總結(jié)歸納出了使用量子遺傳算法解決單優(yōu)化目標(biāo)電機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題的算法設(shè)置方案,可作為解決其它同類問題的參考。最后,將優(yōu)化結(jié)果導(dǎo)入FLUX軟件進(jìn)行有限元仿真,驗(yàn)證...

【文章頁(yè)數(shù)】：105 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 本課題研究的目的和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 電機(jī)高比功率的發(fā)展趨勢(shì)
        1.2.2 電機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)的發(fā)展情況
        1.2.3 遺傳算法的發(fā)展情況
        1.2.4 魚雷推進(jìn)電機(jī)的優(yōu)化技術(shù)發(fā)展情況
        1.2.5 主要的問題
    1.3 論文主要工作
        1.3.1 課題研究?jī)?nèi)容與方法
        1.3.2 課題研究方法
    1.4 本文內(nèi)容提要
    1.5 本文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)及新穎性應(yīng)用方面
第二章 優(yōu)化理論及應(yīng)用可行性
    2.1 電機(jī)設(shè)計(jì)電磁計(jì)算的一般程序
    2.2 問題的簡(jiǎn)化
    2.3 尋優(yōu)算法的選擇
    2.4 遺傳算法相關(guān)理論
        2.4.1 遺傳算法基本理論
        2.4.2 遺傳算法的特點(diǎn)
        2.4.3 遺傳算法的主要算子
        2.4.4 遺傳算法的主要問題
    2.5 量子遺傳算法相關(guān)理論
        2.5.1 基本理論介紹
        2.5.2 量子遺傳算法主要數(shù)學(xué)概念
        2.5.3 量子遺傳算法主要流程
    2.6 本章小結(jié)
第三章 目標(biāo)魚雷推進(jìn)電機(jī)的原理及優(yōu)化模型構(gòu)造
    3.1 目標(biāo)電機(jī)簡(jiǎn)介
    3.2 電機(jī)數(shù)學(xué)模型簡(jiǎn)介
    3.3 優(yōu)化變量的選擇及處理
    3.4 人為約定條件
    3.5 結(jié)構(gòu)尺寸規(guī)劃約束條件分析
    3.6 電機(jī)損耗的估算
        3.6.1 鐵耗的計(jì)算
        3.6.2 機(jī)械損耗的計(jì)算
        3.6.3 附加損耗的計(jì)算
        3.6.4 銅耗的計(jì)算
        3.6.5 總損耗
    3.7 氣隙磁密的計(jì)算方法
    3.8 額定電流的計(jì)算方法
    3.9 每相串聯(lián)繞組數(shù)的確定
    3.10 溫升的估算
        3.10.1 電機(jī)的發(fā)熱過程簡(jiǎn)介
        3.10.2 問題的簡(jiǎn)化
        3.10.3 等效熱路圖
        3.10.4 熱阻計(jì)算
        3.10.5 熱容量的計(jì)算
        3.10.6 溫升的計(jì)算過程
    3.11 計(jì)算方法的選擇
    3.12 罰函數(shù)
    3.13 目標(biāo)函數(shù)
    3.14 本章小結(jié)
第四章 改進(jìn)量子遺傳算法的實(shí)施
    4.1 電機(jī)簡(jiǎn)易尋優(yōu)軟件的開發(fā)
    4.2 相關(guān)設(shè)定及說明
    4.3 編碼和種群初始化
    4.4 旋轉(zhuǎn)角調(diào)整機(jī)制
        4.4.1 量子旋轉(zhuǎn)門的基本原理
        4.4.2 不同旋轉(zhuǎn)角調(diào)整策略的影響
        4.4.3 動(dòng)態(tài)量子旋轉(zhuǎn)門調(diào)整角的設(shè)置
    4.5 遺傳算子的引進(jìn)
        4.5.1 量子交叉策略
        4.5.2 量子變異策略
        4.5.3 較大量子交叉、變異概率的影響
        4.5.4 量子交叉概率的選擇
        4.5.5 量子變異概率的選擇
        4.5.6 量子交叉、變異概率的共同作用
        4.5.7 本課題量子交叉、變異概率的選取
    4.6 終止條件
    4.7 種群規(guī)模
    4.8 優(yōu)化變量個(gè)數(shù)
    4.9 改進(jìn)量子遺傳算法描述
    4.10 優(yōu)化過程的實(shí)施過程描述
    4.11 優(yōu)化效果
    4.12 結(jié)果分析
    4.13 本章小結(jié)
        4.13.1 優(yōu)化過程及效果
        4.13.2 量子遺傳算法使用方法
第五章 尋優(yōu)結(jié)果的仿真驗(yàn)證
    5.1 使用有限元軟件對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行仿真驗(yàn)證的必要性
    5.2 軟件簡(jiǎn)介及基本假設(shè)
    5.3 邊界條件的處理
    5.4 參數(shù)創(chuàng)建與模型建立
    5.5 網(wǎng)格剖分及求解
    5.6 仿真結(jié)果及分析
        5.6.1 反電勢(shì)的求解
        5.6.2 起動(dòng)狀態(tài)仿真
    5.7 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 本文總結(jié)
    6.2 進(jìn)一步研究及完善的方向
參考文獻(xiàn)



本文編號(hào)：3876818