[發明專利]一種圓筒型直線電機結構參數優化設計方法

有效

• 申請號: 200910008738.1
• 申請日: 2009-03-06
• 公開（公告）號: CN101567617A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發明（設計）人: 陳杰;潘峰;王光輝;竇麗華;蔡濤;白永強;甘明剛;張娟;陳文頡;鄧方;劉曉俏;劉洋
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H02K41/02
• 分類號: H02K41/02;H02K15/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心
• 代理人: 張利萍

1.一種圓筒型直線電機結構參數優化設計方法，其特征在于：首先在滿足結構參數約束范圍條件下，確定電機的確定結構參數，選擇電機待優化參數；其次對結構參數的動態采樣，使用有限元分析方法，對圓筒型直線電機的推力及其波動性能進行分析；而后將結構參數作為神經網絡輸入，推力及波動值作為神經網絡輸出，訓練神經網絡，以對結構參數與推力及波動的函數關系進行擬合；最后結合擬合后的神經網絡，使用智能優化方法對結構參數進行優化，獲得較優的結構參數的適應值，從而得到較優的電機單位體積內推力及波動的性能；其中，訓練神經網絡是采用動態訓練神經網絡的方法對神經網絡進行訓練，開始時選擇部分樣本進行訓練，而后重新隨機采樣部分新樣本點，計算新樣本點使用神經網絡預測的推力及波動值，與實際有限元計算的推力及波動值的誤差，若誤差較大則繼續進行訓練，直到獲得滿意的神經網絡為止；其中，對圓筒型直線電機結構參數進行優化的智能優化方法是：優化的目標就是盡可能尋找最優的樣本點，使得電機結構參數適應值較優，即單位有效體積內的推力最大波動最?。皇紫人惴▍党跏蓟?，并在約束范圍內初始化結構參數作為搜索的初始點，通過訓練完成的神經網絡計算該結構參數下電機的推力及波動值，并計算出該結構的適應值，而后判斷是否滿足終止條件，如果滿足算法停止，否則，根據算法的規則，更新算法，產生新的結構參數，進行計算，直到滿足終止條件為止；其中，評價圓筒型直線電機結構參數的適應值的計算方法，其適應值的計算函數為：

式中，?為結構參數，std(force)表示推力的波動，mean(force)表示推力大小的均值，volume為電機有效體積，上標s、t、r分別表示推力波動、推力大小、體積的權重關系，值越大表明該項指標越重要。?

2.根據權利要求1所述的一種圓筒型直線電機結構參數優化設計方法，其特征在于：電機待優化參數選擇方法是：首先根據實際具體工程需要，確定電機的確定結構參數，選擇對電機的性能有至關重要的影響的待優化結構參數進行優化，并確定待優化結構參數的可行范圍；而后在可行范圍內進行隨機采樣，對采樣點結構參數的電機進行有限元分析，獲得電機推力及波動值。?