[發(fā)明專利]針對電機(jī)線棒表面電場的多因素高效優(yōu)化設(shè)計方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011059259.5
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112347573A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭寧;劉蓓蕾;何明鵬;高俊國;張躍;張曉虹;謝志輝;胡波;梁智明
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué);東方電氣集團(tuán)東方電機(jī)有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/27;G06F30/23;G06N3/04;G06N3/08;G06N3/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.針對電機(jī)線棒表面電場的多因素優(yōu)化設(shè)計方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)采集已有的定子線棒結(jié)構(gòu)分配數(shù)據(jù)與對應(yīng)的線棒表面最大切向電場強(qiáng)度作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)集，保留10組數(shù)據(jù)作為模型精度的測試集，其中，定子線棒的分配數(shù)據(jù)為防暈層每段的長度，防暈層電導(dǎo)率，對應(yīng)的性能評價數(shù)據(jù)則是線棒表面最大切向電場強(qiáng)度，最大切向電場強(qiáng)度與防暈層長度和電導(dǎo)率的關(guān)系可由電機(jī)線棒端部有限元仿真結(jié)果獲取(2)使用matlab中隨機(jī)數(shù)函數(shù)randperm產(chǎn)生一個隨機(jī)的數(shù)字序列，用于隨機(jī)的對訓(xùn)練集樣本取樣(3)根據(jù)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，調(diào)用創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)語net=newff(p_train,t_train,n),其中p_train為選取的數(shù)據(jù)集中的定子線棒結(jié)構(gòu)分配數(shù)據(jù)，t_train為選取的數(shù)據(jù)集中的最大切向電場強(qiáng)度，n為隱含層數(shù)量，設(shè)置三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其中隱含層設(shè)置12層，可有效提高模型精度 (4)利用(2)中隨機(jī)選取的訓(xùn)練集數(shù)據(jù)，調(diào)用matlab神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱train(net,p_train,t_train)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，其中net為(3)中創(chuàng)建的初始神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，訓(xùn)練完成的神經(jīng)網(wǎng)路模型可以使電機(jī)線棒防暈層的分配數(shù)據(jù)與對應(yīng)的最大切向電場強(qiáng)度建立一種多輸入單輸出的映射關(guān)系(5)根據(jù)(1)中收集到的各段防暈層長度和各段電導(dǎo)率，取每段防暈層數(shù)據(jù)的最大值和最小值，作為數(shù)據(jù)范圍，由于電導(dǎo)率的變化是在多個數(shù)量級之間變化，因此對所有電導(dǎo)率數(shù)據(jù)取log₁₀，把各段防暈層長度最大值與電導(dǎo)率最大值的對數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)并將二進(jìn)制位數(shù)做和，作為遺傳算法中個體的DNA序列長度，使用rand函數(shù)生成100個具有上述DNA長度的個體，形成遺傳算法初始種群(6)使用matlab語句sim(net,E)調(diào)用已訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)作為遺傳算法的適應(yīng)度函數(shù)，其輸出為E對應(yīng)的最大切向電場強(qiáng)度，用于計算種群中所有個體的適應(yīng)值，其中X=[十進(jìn)制防暈層長度十進(jìn)制防暈層電阻率] (7)對當(dāng)前種群依據(jù)適應(yīng)度函數(shù)進(jìn)行選擇，淘汰掉適應(yīng)度較低的個體（即線棒性能評價較低的個體），保留優(yōu)秀個體，將優(yōu)秀相鄰兩個優(yōu)秀個體DNA中同一位置的二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行交換作為交叉過程，再將每個位置的二進(jìn)制數(shù)隨機(jī)取反或保留作為變異過程，從而生成下一個個體(8)重復(fù)第(7)步操作，直至生成最大電場強(qiáng)度在1.5kV/cm以下的個體，遺傳算法結(jié)束。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針對電機(jī)線棒表面電場的多因素優(yōu)化設(shè)計方法，其特征在于，可以依據(jù)不同的性能與線棒設(shè)計要求，在保證精度的情況下給出參考設(shè)計方案，達(dá)到理論最大性能。