直線感應電機的優(yōu)化設計與性能分析.pdf

1、電磁發(fā)射技術一直是世界發(fā)達國家競相發(fā)展的高新技術，是對傳統(tǒng)發(fā)射技術的重大突破。電磁發(fā)射應用新的推動裝置對物體驅(qū)動，從理論分析，其動能不受能量的限制，因而可以對大型物體以更高的速度進行彈射。直線感應電機作為電磁發(fā)射系統(tǒng)的核心部件，是目前研究的熱點。直線感應電機是一種將電能轉化成直線運動機械能而不需要任何中間轉換機構的傳動裝置，從而較“旋轉電機+機械變換環(huán)節(jié)”的傳動形式有明顯的優(yōu)勢，如結構簡單、無接觸、無磨損、噪音低、速度快、精度高等。優(yōu)化

2、設計作為直線感應電機設計重要環(huán)節(jié)之 一，得到了人們的廣泛關注，本文將在這方面展開研究。 電機優(yōu)化設計是一種復雜的、有約束、非線性、混合離散多變量規(guī)劃問題。在對電機優(yōu)化設計理論研究的基礎上，本文選用了罰函數(shù)這一電機優(yōu)化中廣泛使用的優(yōu)化方法，同時結合遺傳算法對直線感應電機進行了優(yōu)化設計。 本文首先介紹了直線感應電機的基本原理，并從端部效應的作用入手，理論上分析了直線感應電機各種端部效應的作用機理。在分析了直線感應電機

3、與旋轉感應電機物理結構差異的基礎上，參考旋轉感應電機的等效電路，得到了計入邊端效應的直線感應電機等效電路。并利用有限元求解了直線感應電機二維渦流電磁場，得到了等效電路的電氣參數(shù)，并對直線感應電機進行了性能分析。 其次，介紹了遺傳算法的起源、發(fā)展歷程、基本原理以及應用特點，解釋了遺傳算法的運用機理和尋優(yōu)策略。簡單遺傳算法作為一種啟發(fā)式搜索算法，尋優(yōu)理論還不夠完善。因此，在應用中常出現(xiàn)收斂過慢、穩(wěn)定性差及早熟現(xiàn)象等問題，而現(xiàn)有的一些

4、自適應遺傳算法容易產(chǎn)生局部最優(yōu)解。針對簡單遺傳算法和現(xiàn)有的一些自適應遺傳算法存在的缺陷，對遺傳算法的種群初始化、交叉概率和變異概率進行改進，得到了一種新型自適應遺傳算法。 最后，研究并建立了直線感應電機的優(yōu)化設計的數(shù)學模型，使用Visual C++語言在Windows平臺上編制了相應的優(yōu)化設計程序，最后使用改進的自適應遺傳算法和新的自適應遺傳算法分別對一臺實際樣機進行了計算，通過計算所得到的電機設計方案和已知樣機的設計方案相比較