基于遗传算法的永磁直流电机优化设计.pdf

维普资讯

基于遗传算法的永磁直流电机优化设计陈金涛辜承林

中圈分类号：ＴＭ３５２ＴＭ３８１文献标识码：Ａ文章编号：１００１—６８４８（２００６）０８—００１７—０４

基于遗传算法的永磁直流电机优化设计

陈金涛，辜承林

（华中科技大学，武汉４３００７４）

摘要：建立了永磁直流电机优化设计数学模型，介绍了遗传算法在该电机优化设计中的应用。

为使全局优化更为有效，针对永磁直流电机设计特点，提出了新的设计方法，并对简单遗传算法

进行了改进，使两者有机融合在一起。文中还对遗传算法运行参数的选取做了探讨，编写了一套

永磁直流电机优化设计软件。结果表明，这种算法效果是比较理想的。

关键词：遗传算法；优化设计；永磁电机；直流电机；永磁体；设计软件

ＤｅｓｉｇｎＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆＰｅｒｍａｎｅｎｔ－ｍａｇｎｅｔＤＣＭａｃｈｉｎｅＢａｓｅｄｏｎＧｅｎｅｔｉｃＡｌｇｏｒｉｔｈｍ

ＣＨＥＮＪｉｎ—ｔａｏ。ＧＵＣｈｅｎｇ—ｌｉｎ

（ＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７４，Ｃｈｉｎａ）

ＡＢＳＴＲＡＣＴ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃｍｏｄｅｌｏｆｄｅｓｉｇｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｐｅｒｍａｎｅｎｔ—ｍａｇｎｅｔ

ＤＣｍａｃｈｉｎｅｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ，ａｎｄｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍ（ＧＡ）ｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｆｏｒ

ｇｌｏｂａｌｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ａｎｅｗｍｅｔｈｏｄｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏｄｅｓｉｇｎｐｅｒｍａｎｅｎｔ—ｍａｇｎｅｔＤＣｍａｃｈｉｎｅａｃｃｏｒｄｉｎｇ

ｔｏｔｈｅｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｔｈｅｍａｃｈｉｎｅ，ａｎｄｔｈｅｓｉｍｐｌｅＧＡｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄｔｏｍａｔｃｈｗｉｔｈｔｈｅｎｅｗｍｅｔｈｏｄ．Ｉｎ

ｔｈｅｅｎｄ，ｈｏｗｔＯｓｅｌｅｃｔｃｏｎｔｒｏｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅＧＡｉＳｄｉｓｃｕｓｓｅｄ，ａｎｄｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅｏｎｔｈｅｄｅｓｉｇｎ

ｏｆｐｅｒｍａｎｅｎｔ—ｍａｇｎｅｔＤＣｍａｃｈｉｎｅｉｓａｃｈｉｅｖｅｄ．Ｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｍｐｒｏｖｅｄｉ

ａｌｇｏｒｉｔｈｍｉＳｐｒａｃｔｉｃａｂｌｅａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅ．

ＫＥＹＷＯＲＤＳ：Ｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍ；Ｄｅｓｉｇｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ；Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ—ｍａｇｎｅｔｍａｃｈｉｎｅ；ＤＣｍａ—

ｃｈｉｎｅ；Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ—ｍａｇｎｅｔ；Ｄｅｓｉｇｎｓｏｆｔｗａｒｅ

变异等）产生下一代，如此进化下去，直到满足终

Ｏ引言

止条件。遗传算法与传统优化算法的主要区别在

对永磁直流电机进行优化设计，可以在满足设于：遗传算法是从问题解的集合开始搜索，而不是

计要求的前提下，进一步降低成本、提高性能。但从单个解开始。这种从串集开始搜索的算法覆盖面

电机优化设计的目标和约束条件均为设计变量的非