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基于响应面模型与自适应遗传算法的中空型行波超声电机柔性转子结构优化
  • ISSN号:0258-8013
  • 期刊名称:中国电机工程学报
  • 时间:2014.10
  • 页码:5378-5385
  • 分类:TM359.4[电气工程—电机] TP273[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]机械结构力学及控制国家重点实验室(南京航空航天大学),江苏省南京市210016
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(51175264,51275235); 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(NJ20130004,NJ20140026)
  • 相关项目:旋转超声电机微位移瞬态非线性机理及控制方法研究
中文摘要:

中空型行波超声电机柔性转子由于结构复杂,因此存在设计空间较小、转子与定子接触界面接触不均匀、转子变形后内应力较大等问题。该文首先利用有限元方法建立转子尺寸参数化有限元模型;然后用拉丁超立方(LatinHypercube)随机抽样法,在设计空间内建立响应面模型;最后,利用自适应遗传优化算法(self-adaptive genetic algorithm,SAGA)基于响应面模型得到设计空间内的全局最优解。为了验证优化结果的合理性,设计了定子外径为ф70 mm,陶瓷片内外径尺寸分别为ф55 mm和ф70 mm的超声电机配合该文设计的转子进行磨合实验。实验证明,经过优化设计得到的转子与定子之间接触更均匀,转子变形后内应力减小,转子变形空间更大。

英文摘要:

The small design space, uneven contact with the contact interface of the rotor and the stator, and larger rotor deformation stress are problems of the rotor structure of a hollow traveling wave ultrasonic motor. Firstly, parametric finite element model of the rotor was established. Then response surface model was established in the design space by the Latin-Hypercube sampling method. Finally, the global optimal solution within the space which is based on response surface model was got by self-adaptive genetic optimization design. In order to verify the reasonableness of the optimization results, this paper designed an ultrasonic motor. Its diameter of the stator was 70 mm. Its inside diameter size of the ceramic pieces was 55 mm. Its outside diameter size of the ceramic pieces was 70 mm. Experiments show that the contact between the rotor and the stator was more uniform, the rotor deformation stress was reduced, and the rotor deformation space was greater, after optimization.

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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