【技术实现步骤摘要】
基于改进遗传算法的TFSRM多目标优化方法
本专利技术涉及横向磁通电机
，特别是一种基于改进遗传算法的横向磁通开关磁阻电机(TFSRM)多目标优化方法。
技术介绍
横向磁通开关磁阻电机，是一种高功率驱动电机。在电机领域具有众多优势，如拓扑结构多样化、结构设计灵活性强、容错性好、功率密度大。由于横向磁通开关磁阻电机具备以上诸多优点，近年来得到广泛的关注，尤其在电动汽车、船舶直驱、风力发电、电动伺服系统等直驱领域得到越来越多的应用。但同时横向磁通开关磁阻电机自身也存在一些问题，如运行效率不高、输出转矩脉动大、优化设计难度较大等等，这些问题限制了横向磁通开关磁阻电机在工业上的应用。针对横向磁通开关磁阻电机结构优化设计，已经被提出的方法有：采用理论分析与有限元仿真结合的设计方法对横向磁通开关磁阻电机结构进行优化设计，但是由于参数优化需要大量调用计算机模型获得其输出，所以计算效率低；另一种方法是建立横向磁通开关磁阻电机模型，针对该电机模型再利用遗传算法以某些电机运行性能作为优化目标进行寻优，该方法解决了前者计算效率低的问题，但传统遗传算法普遍存在优化速度慢、成本高、效...
【技术保护点】
1.一种基于改进遗传算法的TFSRM多目标优化方法，其特征在于，方法步骤如下：步骤1、确定横向磁通开关磁阻电机的优化变量参数；步骤2、确定横向磁通开关磁阻电机需要优化的目标函数和约束条件；步骤3、将优化问题转化成不动点问题，并对解空间进行渐细单纯剖分；步骤4、对问题参数集进行实数编码，同时将承载单纯形的顶点及整数标号信息引入编码；步骤5、选取改进遗传算法的适应度函数，并根据横向磁通开关磁阻电机的变量参数，生成改进遗传算法的初代种群P0(t)；步骤6、计算初代种群P0(t)中每个个体变量的承载单纯形，并将初代种群中的个体变量视作剖分中的点，根据标号公式对承载单纯形顶点进行整数...
【技术特征摘要】
1.一种基于改进遗传算法的TFSRM多目标优化方法，其特征在于，方法步骤如下：步骤1、确定横向磁通开关磁阻电机的优化变量参数；步骤2、确定横向磁通开关磁阻电机需要优化的目标函数和约束条件；步骤3、将优化问题转化成不动点问题，并对解空间进行渐细单纯剖分；步骤4、对问题参数集进行实数编码，同时将承载单纯形的顶点及整数标号信息引入编码；步骤5、选取改进遗传算法的适应度函数，并根据横向磁通开关磁阻电机的变量参数，生成改进遗传算法的初代种群P0(t)；步骤6、计算初代种群P0(t)中每个个体变量的承载单纯形，并将初代种群中的个体变量视作剖分中的点，根据标号公式对承载单纯形顶点进行整数标号，计算个体适应度；步骤7、反复执行选择、交叉、变异和增维，提高群体适应度，个体变量逐渐接近最优解，直到满足规定的收敛依据，最后得到全局最优解。2.根据权利要求1中所述的基于改进遗传算法的TFSRM多目标优化方法，其特征在于：步骤1中，所述横向磁通开关磁阻电机的优化变量参数包括：电机轴向长度L、定子极长Lsp、转子极长Lrp、定子轭厚hcs、转子轭厚hcr、气隙长度g、定子极弧Bs、转子极弧Br、定子外径Ds2、转子外径Dr2。3.根据权利要求1中所述的基于改进遗传算法的TFSRM多目标优化方法，其特征在于：步骤2中，横向磁通开关磁阻电机优化的目标函数是在横向磁通开关磁阻电机外形尺寸一定的情况下，最大化横向磁通开关磁阻电机的平均输出转矩，最小化转矩脉动与铜损；横向磁通开关磁阻电机的优化约束条件分别为电机定子绕组电流密度g1(X)、定子极表面平均磁密g2(X)、输出功率g3(X)、定子极弧g4(X)和转子极弧g5(X)。4.根据权利要求1或3中所述的基于改进遗传算法的TFSRM多目标优化方法，其特征在于：预设目标函数如下式所示：式中，N为目标函数个数，fi(x)为单个目标函数表达式；式中，wi为权重系数，其表达式如下：预设约束函数为：式中，PN为电机额定输出功率，Nr为电机的转子极数，m为横向磁通开关磁阻电机相数，g1(X)为电机定子绕组电流密度、g2(X)为定子极表面平均磁密、g3(X)为输出功率、g4(X)为定子极弧，g5(X)为转子极弧。5.根据权利要求1中所述的基于改进遗传算法的TFSRM的多目标优化方法，其特征在于：步骤3中，包括以下2个步骤：步骤3-1、将优化问题转化为不动点问题，其表达式如下：式中，G(x)为转换成的不动点问题表达式，F(x)为目标函数表达式；步骤3...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪盼，颜建虎，言钊，费晨，池松，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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