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多种群遗传算法在无铁心永磁直线同步电机优化设计中的应用
  • ISSN号:0258-8013
  • 期刊名称:中国电机工程学报
  • 时间:2013.5.25
  • 页码:69-77+14
  • 分类:TM351[电气工程—电机]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院,黑龙江省哈尔滨市150001
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51177024); 国家杰出青年科学基金(51225702); 国家科技重大专项(2009ZX02207-001)~~
  • 相关项目:多级绕组高动态纳米级定位音圈电机系统的基础研究
中文摘要:

为了同时实现应用于步进扫描投影光刻机中的长行程直线电机的高推力密度、低推力波动和低铜损耗,提出了基于多种群遗传算法(multiple population genetic algorithm,MPGA)的环形绕组形式无铁心永磁直线同步电机(air-corepermanent magnet linear synchronous motor,ACPMLSM)多目标优化设计方法。在建立磁场分析模型的基础上,推导了关键参数的解析表达式。以永磁体、环形绕组的尺寸为变量,以推力体积比、电机常数和推力波动为优化目标,提出了基于权重系数的多目标优化函数,应用搜索能力强、收敛速度快的多种群遗传算法优化电机的结构尺寸。结果表明,在不同的权重系数下,MPGA得到的电机优化设计结果与设计目标具有良好的一致性。有限元仿真和实验结果证明了所提方法的有效性和可行性。

英文摘要:

In order to achieve high thrust density, low thrust ripple and low copper loss simultaneously of long stroke linear motors applied to step and scan projection lithography, a multiobjective optimization design method of the air-core permanent magnet linear synchronous motor with ring windings based on the multiple population genetic algorithm was presented. On the basis of the magnetic field analysis model, the analytical formulae of key parameters was deduced. By using sizes of permanent magnets and ring windings as variables and taking thrust per volume, motor constant and thrust ripple as optimization goals, we proposed a multiobjective optimization function with weight coefficients, and applied the multiple population genetic algorithm with strong searching ability and fast convergence speed to optimizing structure and sizes of the motor. The results confirm that motor optimization design results by the multiple population genetic algorithm and the design goal have a good consistency for different weight coefficients. 3D finite element analysis (3D-FEA) and experimental results prove the validity and feasibility of the proposed method.

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期刊信息
  • 《中国电机工程学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国电机工程学会
  • 主编:张文涛
  • 地址:北京清河小营东路15号 中国电力科学研究院内
  • 邮编:100192
  • 邮箱:pcsee@epri.sgcc.com.cn
  • 电话:010-82812536 82812534 82812545
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-8013
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2107/TM
  • 邮发代号:82-327
  • 获奖情况:
  • 1992年全国优秀科技期刊三等奖,1992年中国科协优秀科技期刊二等奖,1996年中国科协优秀科技期刊二等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:98970