直線感應(yīng)電機(jī)的優(yōu)化設(shè)計與性能分析.pdf

1、電磁發(fā)射技術(shù)一直是世界發(fā)達(dá)國家競相發(fā)展的高新技術(shù)，是對傳統(tǒng)發(fā)射技術(shù)的重大突破。電磁發(fā)射應(yīng)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(jìn)行彈射。直線感應(yīng)電機(jī)作為電磁發(fā)射系統(tǒng)的核心部件，是目前研究的熱點(diǎn)。直線感應(yīng)電機(jī)是一種將電能轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動機(jī)械能而不需要任何中間轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的傳動裝置，從而較“旋轉(zhuǎn)電機(jī)+機(jī)械變換環(huán)節(jié)”的傳動形式有明顯的優(yōu)勢，如結(jié)構(gòu)簡單、無接觸、無磨損、噪音低、速度快、精度高等。優(yōu)化

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

3、與旋轉(zhuǎn)感應(yīng)電機(jī)物理結(jié)構(gòu)差異的基礎(chǔ)上，參考旋轉(zhuǎn)感應(yīng)電機(jī)的等效電路，得到了計入邊端效應(yīng)的直線感應(yīng)電機(jī)等效電路。并利用有限元求解了直線感應(yīng)電機(jī)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(yīng)電機(jī)進(jìn)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(yīng)用特點(diǎn)，解釋了遺傳算法的運(yùn)用機(jī)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(jìn)行改進(jìn)，得到了一種新型自適應(yīng)遺傳算法。 最后，研究并建立了直線感應(yīng)電機(jī)的優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型，使用Visual C++語言在Windows平臺上編制了相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計程序，最后使用改進(jìn)的自適應(yīng)遺傳算法和新的自適應(yīng)遺傳算法分別對一臺實際樣機(jī)進(jìn)行了計算，通過計算所得到的電機(jī)設(shè)計方案和已知樣機(jī)的設(shè)計方案相比較