基于多目标混合模拟退火算法的单相异步电机设计方法，包括以下步骤：确定待优化的变量、构建染色体和种群；设定模拟退火的初始温度Ｔ０，预设种群迭代世代阈值；评价当前种群中的所有染色体；设定满意解期望值，寻找满意解；对种群扰动、决定染色体的取舍；获取当前种群中染色体的数量，随机生成染色体形成新种群；以新种群作为当前种群，寻找非劣解集；分段退火。本发明专利技术具有对工程师的经验依赖程度低、设计周期短、设计成本低、设计过程操作简单、易于推广的优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种单相异步电机的设计方法。
技术介绍
量大面广的单相异步电动机，是最大的耗能大户，其节能问题是电机行业面临的 严峻课题，电动机强制性能效标准的制定和即将实施给电机行业的发展提供了新的机遇与 挑战。单相异步电机的优化设计是提高电机能效的最关键环节，如果把电动机的效率平均 提高一个百分点，一年可节电20多亿kWh。所以，提高单相电动机的设计水平是工业终端设 备节能的一个重要方面。传统单相异步电机的设计方法是由电机的各项参数选择开始，例如输出功率、电 压、极数、频率、运行模式、绕组设计、定转子槽形、槽形尺寸、铁心长度……等等，一步步计 算电机的效率、功率因数、起动转矩倍数、起动电流、最大转矩倍数、成本等，如果不满足设 计者的要求，则重新选择绕组设计、定转子槽形、槽形尺寸、铁心长度……等各参数，再次进 行计算……。把这种电机设计方法称为“正向”设计方法，这种方法依赖设计工程师的经验 进行，费时、设计效率低。
技术实现思路
为克服现有技术的上述缺点，本专利技术提供了一种对工程师的经验依赖程度低、设 计周期短、设计成本低、设计过程操作简单、易于推广的基于多目标混合模拟退火算法的单 相异步电机逆向设计方法。，包括以下步骤1)、确定η个待优化的变量X1, X2，...，Xi,...，Xn，分别设定各变量的取值范围；在 各变量的取值范围内分别随机生成m个变量值\ = {xn, xi2,... ,Xii,... xiffl}，其中&为第 i个变量，Xii为变量&的第i个变量值；以每个变量的一个变量值为元素、组成具有η个元 素的变量组％ = Ixlj, x2J, . . . , Xij, . . .、}，Xij为i个变量的第j个变量值；m个变量值组 成一个变量种群，m由人为设定；对变量组中的所有数值分别进行二进制编码，变量组转化 为染色体，一个二进制编码称为染色体中的一个个体；2)、设定模拟退火的初始温度Ttl，预设种群迭代世代阈值；3)、评价当前种群中的所有染色体；(3. 1)、预设电机的槽满率目标值；(3. 2)、获取当前染色体，并将当前染色体对应的二进制编码转换为十进制数值；(3. 3)、判断当前染色体对应的十进制数值是否小于槽满率目标值，若是，则保留 当前染色体；若否，则删除当前染色体，并再次随机生成一组变量组，并将新生成的变量组 编码、形成当前染色体，重复执行步骤(3.幻-(3.3)；(3. 4)、获取种群中的下一个染色体作为当前染色体，重复执行步骤(3. 2)-(3. 4)， 直至种群中所有染色体对应的十进制数均小于槽满率目标值；(3. 5)、对种群中的所有的十进制数值的染色体进行电磁计算，得出效率“、功率 因数/。。M、起动转矩倍数纟”作、最大转矩倍数4 /T、起动电流倍数flt/I 、槽满率fff、J cos Ψ丄st'丄η丄m'丄η丄st'丄η上上成本fcost ；yi = fn =(效率计算值-效率目标标)权利要求1.，包括以下步骤1)、确定η个待优化的变量X1,&，. . .，&，. . .，Χη，分别设定各变量的取值范围；在各变 量的取值范围内分别随机生成m个变量值\ = {xn, xi2,... ,Xii,... xiffl}，其中&为第i个 变量，Xii为变量&的第i个变量值；以每个变量的一个变量值为元素、组成具有η个元素 的变量组Qj = Ixlj, x2J, ... , Xij, ...、}，Xij为i个变量的第j个变量值；m个变量值组成 一个变量种群，m由人为设定；对变量组中的所有数值分别进行二进制编码，变量组转化为 染色体，一个二进制编码称为染色体中的一个个体；2)、设定模拟退火的初始温度Ttl，预设种群迭代世代阈值；3)、评价当前种群中的所有染色体； (3. 1)、预设电机的槽满率目标值；(3. 2)、获取当前染色体，并将当前染色体对应的二进制编码转换为十进制数值； (3. 3)、判断当前染色体对应的十进制数值是否小于槽满率目标值，若是，则保留当前 染色体；若否，则删除当前染色体，并再次随机生成一组变量组，并将新生成的变量组编码、 形成当前染色体，重复执行步骤(3.幻-(3.3)；(3. 4)、获取种群中的下一个染色体作为当前染色体，重复执行步骤(3. 2)-(3. 4)，直至 种群中所有染色体对应的十进制数均小于槽满率目标值；(3. 5)、对种群中的所有的十进制数值的染色体进行电磁计算，得出效率“、功率因数/。。M、起动转矩倍数纟”作、最大转矩倍数￡7 /T、起动电流倍数flt/I 、槽满率fff、成本J cos Ψ丄st'丄η丄m'丄η丄st'丄η上上f -丄 cost ‘Yi = fn =(效率i+算值-效率目标标)2Y2 =L- 4功率因数计算值-功率因数目标标)2y3 =fV7n 4起动转矩倍^tfrfi-起动动转矩倍2Y4 =fTm/r 4最大转最大转计算值-最大转大转矩目标标)22y5 =fIst"n =(起动起动电十算值-起动动电流倍目标标)y6 = fcost = (计算值_ 目标标)2并计算评价函数尺=T^"其中η = 1. . . 6 ；4)、设定满意解期望值，该满意解期望值接近1；判断Jn(n = 1 6)是否小于满意解期 望值，若是，则进入步骤幻；若否，则输出与评价函数对应的待优化变量的满意解；5)、对种群扰动、决定染色体的取舍；(5. 1)、获取种群中的一个染色体作为当前染色体；(5. 2)、对当前染色体中的两个个体进行交叉变异，生成两个新个体；分别计算这两个 个体的objn (ob jn是评价函数的个数，这里是6)个评价函数和objn个接受概率2.如权利要求1所述的，其特 征在于步骤1)中待优化的变量包括主副绕组匝数Nm，Na、主副绕组线径Na，Sa、定子槽型 尺寸bsl，bs2，hsl2、转子槽型尺寸brl，br2，hrl2、铁心长度L、运行电容值Crun、启动电容 值 Cstart, m = 13。全文摘要，包括以下步骤确定待优化的变量、构建染色体和种群；设定模拟退火的初始温度T0，预设种群迭代世代阈值；评价当前种群中的所有染色体；设定满意解期望值，寻找满意解；对种群扰动、决定染色体的取舍；获取当前种群中染色体的数量，随机生成染色体形成新种群；以新种群作为当前种群，寻找非劣解集；分段退火。本专利技术具有对工程师的经验依赖程度低、设计周期短、设计成本低、设计过程操作简单、易于推广的优点。文档编号G06F17/50GK102063537SQ20101061026公开日2011年5月18日 申请日期2010年12月28日 优先权日2010年12月28日专利技术者李国丽, 李志中 申请人:浙江工业大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于多目标混合模拟退火算法的单相异步电机设计方法，包括以下步骤：１）、确定ｎ个待优化的变量Ｘ↓［１］，Ｘ↓［２］，…，Ｘ↓［ｉ］，…，Ｘ↓［ｎ］，分别设定各变量的取值范围；在各变量的取值范围内分别随机生成ｍ个变量值Ｘ↓［ｉ］＝｛ｘ↓［ｉ１］，ｘ↓［ｉ２］，…，ｘ↓［ｉｉ］，…ｘ↓［ｉｍ］｝，其中Ｘ↓［ｉ］为第ｉ个变量，ｘ↓［ｉｉ］为变量Ｘ↓［ｉ］的第ｉ个变量值；以每个变量的一个变量值为元素、组成具有ｎ个元素的变量组Ｑ↓［ｊ］＝｛ｘ↓［１ｊ］，ｘ↓［２ｊ］，…，ｘ↓［ｉｊ］，…ｘ↓［ｍｊ］｝，ｘ↓［ｉｊ］为ｉ个变量的第ｊ个变量值；ｍ个变量值组成一个变量种群，ｍ由人为设定；对变量组中的所有数值分别进行二进制编码，变量组转化为染色体，一个二进制编码称为染色体中的一个个体；２）、设定模拟退火的初始温度Ｔ↓［０］，预设种群迭代世代阈值；３）、评价当前种群中的所有染色体；（３．１）、预设电机的槽满率目标值；（３．２）、获取当前染色体，并将当前染色体对应的二进制编码转换为十进制数值；（３．３）、判断当前染色体对应的十进制数值是否小于槽满率目标值，若是，则保留当前染色体；若否，则删除当前染色体，并再次随机生成一组变量组，并将新生成的变量组编码、形成当前染色体，重复执行步骤（３．２）－（３．３）；（３．４）、获取种群中的下一个染色体作为当前染色体，重复执行步骤（３．２）－（３．４），直至种群中所有染色体对应的十进制数均小于槽满率目标值；（３．５）、对种群中的所有的十进制数值的染色体进行电磁计算，得出效率ｆ↓［η］、功率因数ｆ↓［ｃｏｓφ］、起动转矩倍数ｆ↓［Ｔ↓［ｓｔ］／Ｔ↓［ｎ］］、最大转矩倍数ｆ↓［Ｔ↓［ｍ］／Ｔ↓［ｎ］］、起动电流倍数ｆ↓［Ｉ↓［ｓｔ］／Ｉ↓［ｎ］］、槽满率ｆ↓［ｆｆ］、成本ｆ↓［ｃｏｓｔ］；ｙ↓［１］＝ｆ↓［η］＝（效率↓［计算值］－效率↓［目标标］）↑［２］ｙ↓［２］＝ｆ↓［ｃｏｓφ］＝（功率因数↓［计算值］－功率因数↓［目标标］）↑［２］ｙ↓［３］＝ｆ↓［Ｔ↓［ｍ］／Ｔ↓［ｎ］］＝（最大转最大转↓［计算值］－最大转大转矩↓［目标标］）↑［２］ｙ↓［５］＝ｆ↓［Ｉ↓［ｓｔ］／Ｉ↓［ｎ］］＝（起动起动电流↓［计算值］－起动动电流倍↓［目标标］）↑［２］ｙ↓［６］＝ｆ↓［ｃｏｓｔ］＝（成本↓［计算值］－成本↓［目标标］）↑［２］并计算评价函数其中Ｊ↓［ｎ］＝１／（１＋ｙ↓［ｎ］）其中ｎ＝１…６；４）、设定满...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李国丽，李志中，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]
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