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电磁装置优化设计的应用研究

作　者: 赵军
导　师: 邵可然
学　校: 华中科技大学
专　业: 电机与电器
关键词: ANSYS 模式搜索算法人工神经网络模型
分类号: TM503.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 71次
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内容摘要

电磁装置优化设计问题一直以来都是计算电磁学领域的研究热点,特别是现代计算机的发展和数值分析技术的成熟给电磁装置的优化设计提出了更高的要求。电磁装置的优化设计是根据要达到的电磁特性或系统特性求解装置的结构、介质和源参数等,它是以电磁计算作为基础,并且有优化设计的相关特点,如约束条件的限制、解的不确定性和采用优化计算等,因此给求解带来了很多困难。本文主要探索了电磁装置优化设计问题的一般解决方案,并且以实例验证方案的可行性。电磁装置的优化设计目标往往涉及装置的静态特性与动态特性两个方面(这里的动态特性特指装置的相对运动的特性,而不是电磁参数的动态特性)。针对静态特性的优化,本文主要探讨了无铁心电磁驱动器和螺线管的两个问题;针对动态特性的优化,本文探讨的是电动斥力机构的优化问题。无铁心电磁驱动器和螺线管没有机械的运动,优化设计的目标只是电磁特性的满足,并且因为在求解过程中不需要耦合运动,从而大大简化了计算,因此这两个优化问题非常适合用作优化的理论与方法的研究。电磁装置动态特性的设计目标往往不光是电磁特性的满足,而且需要运动特性的满足,所以求解过程复杂,电动斥力机构作为目前很热的一个实际工程问题,很适合用来探索工程上实用的优化方法与思路。从优化的目标看,可以将优化问题分为单目标优化和多目标优化,如无铁心电磁驱动器问题为单目标优化,螺线管优化问题为多目标优化。从优化的方法看,本文采用了直接优化和间接优化两种方法,直接优化方法引入了一种普适的优化算法——模式搜索算法,间接优化方法引入了人工神经网络模型联合模式搜索优化算法的方法。本文以有限元常用软件ANSYS作为电磁计算的基础,二次开发后与优化算法嵌套使用,完成对电磁装置的优化设计一般方法的探讨。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-14
  1.1 课题背景及来源  9-10
  1.2 课题意义与研究现状  10-11
  1.3 本文主要工作  11-14
2 电磁装置优化设计的基础  14-24
  2.1 电磁场的数值计算  14-16
  2.2 优化技术  16-18
  2.3 ANSYS 软件自带优化模块  18-23
  2.4 本章小结  23-24
3 无铁心电磁驱动器优化问题研究  24-30
  3.1 无铁心电磁驱动器问题简介  24-25
  3.2 无铁心电磁驱动器的直接优化方法  25-26
  3.3 无铁心电磁驱动器的间接优化方法  26-28
  3.4 本章小结  28-30
4 螺线管多目标优化问题研究  30-38
  4.1 螺线管多目标优化问题简介  30-31
  4.2 多目标优化方法  31-35
  4.3 使用ANSYS 自带优化模块  35-36
  4.4 本章小结  36-38
5 电动斥力机构优化问题研究  38-48
  5.1 电动斥力机构原理  38-39
  5.2 建模与分析方法  39-40
  5.3 ANSYS 仿真分析  40-42
  5.4 优化设计  42-47
  5.5 本章小结  47-48
6 总结与展望  48-50
致谢  50-51
参考文献  51-53

电磁装置优化设计的应用研究

内容摘要

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