【摘要】：基于等效磁路模型,提出了一種使用引入死亡和戰(zhàn)爭因素的變種群規(guī)模遺傳算法進行永磁渦流驅(qū)動器的多目標優(yōu)化設(shè)計的方法.首先建立磁場分析模型,推導(dǎo)關(guān)鍵參數(shù)的解析表達式.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數(shù)為變量,以輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)動慣量和驅(qū)動器體積為優(yōu)化目標,提出了基于熵值權(quán)重的永磁驅(qū)動器多目標優(yōu)化函數(shù),然后應(yīng)用引入死亡和戰(zhàn)爭因素的變種群規(guī)模遺傳算法來優(yōu)化結(jié)構(gòu)尺寸.優(yōu)化結(jié)果得到了實驗以及有限元仿真的驗證,并且與其他算法進行了比較.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)計中有很好的計算效果.
【圖文】：

驗結(jié)果予以驗證，另外，，對該方法與其他文獻算法進行了比較，以證明該算法的優(yōu)越性．1永磁渦流驅(qū)動器的解析模型1.1忽略渦流效應(yīng)時的氣隙磁場分析為了簡化計算過程，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)與磁飽和對磁場的影響．3)在本部分計算中忽略由導(dǎo)體上感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場對渦流驅(qū)動器磁場分布的影響．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表示氣隙的長度;L表示永磁體的有效徑向?qū)挾龋畧D1是PMECD一個磁通閉合回路的拓撲圖，根據(jù)該圖并考慮到對稱性，可以繪制出等效磁路圖2，通過等效磁路法的建立可以計算出忽略渦流效應(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是磁鐵通過背鋼漏磁通對應(yīng)的磁阻;Ｒr是從動轉(zhuǎn)子背鋼的磁阻;Ｒmm是磁極－磁極的漏磁通對應(yīng)的磁阻;Φr是磁極對應(yīng)的內(nèi)磁通磁源;Φg是磁極對應(yīng)的氣隙磁通;Φm是磁極對應(yīng)的外磁通磁源．為了提高計算的精確性［8］，本文將背鋼分為兩部分進行分析，具體如圖3所示．圖1渦流驅(qū)動器二維磁路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，通過等效磁路法的建立可以計算出忽略渦流效應(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是磁鐵通過背鋼漏磁通對應(yīng)的磁阻;Ｒr是從動轉(zhuǎn)子背鋼的磁阻;Ｒmm是磁極－磁極的漏磁通對應(yīng)的磁阻;Φr是磁極對應(yīng)的內(nèi)磁通磁源;Φg是磁極對應(yīng)的氣隙磁通;Φm是磁極對應(yīng)的外磁通磁源．為了提高計算的精確性［8］，本文將背鋼分為兩部分進行分析，具體如圖3所示．圖1渦流驅(qū)動器二維磁路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為等效氣隙長度;永磁體的相對磁導(dǎo)率為μr=－Br/μ0Hc．為了簡化計算，使用圓�。本�模型，漏磁出射角度設(shè)為π/2，故永磁體通過背鋼漏磁通對應(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)得到永磁體通過背鋼漏磁通對應(yīng)的磁導(dǎo)Pl的通式:Pl=μ0Lπl(wèi)n(1+π


本文編號：2560900