一、随机化正交表在机车牵引变压器优化设计中的应用(论文文献综述)
盛专成,朱仙福[1](1998)在《随机化正交表在机车牵引变压器优化设计中的应用》文中进行了进一步梳理介绍了一种使用随机化正交表的优化设计方法。该方法不仅能克服规格化正交表因其确定性而带来的局限性,而且提高了收敛速度和全局优化的可能性。将该方法应用于机车牵引变压器优化设计中,收到了明显的效果。
李欣[2](2007)在《电力机车主变压器优化设计》文中研究说明我国电力机车市场的迅速发展,给电力机车主变压器的厂家带来了机遇,但是市场竞争日趋激烈,交货周期的缩短,原材料价格的上涨,也带来了巨大的挑战。利用最优化与计算机辅助设计技术进行变压器优化设计可以明显缩短产品的设计周期、降低生产成本和提高产品的质量,增强产品的市场竞争力,取得显着的社会经济效益。论文首先研究了电力机车主变压器的设计计算方法,给出了变压器的优化数学模型,根据电力机车主变压器的特点,把重量作为优化目标函数,采用罚函数对违反相关约束条件的情况进行惩罚。由于变压器优化设计是一个多变量、离散性、多峰值的工程优化问题,基于微分的搜索技术容易陷入局部最优解,枚举搜索技术容易陷入维数灾难,随机搜索技术不一定能够得到最优解,所以在优化算法的选择上,以模拟进化算法的重要分支——遗传算法为研究对象,并且在初始种群设定、适应度函数变换、遗传算子的改变等方面对遗传算法进行改进,使遗传算法能够有效克服自身存在的缺点,获得全局最优解。根据以上研究的变压器设计优化方法,采用Visual C++平台开发了电力机车主变压器优化设计软件,软件主要分为电磁计算、遗传算法、输入输出数据管理三个模块,实现变压器设计计算、设计方案保存、标准形式结果显示等功能,软件设计以提高整个工作流程自动化水平和运行效率为原则,以面向工程实用为目的,以期提高电力机车主变压器的设计水平。最后,设计了一个变压器实例,给出了优化结果和厂家试验数据。
罗隆福[3](2001)在《基因控制遗传算法的理论与应用研究》文中研究表明随着计算机技术的不断发展,以及数学理论与方法向各门学科和各个应用领域更广泛、更深入地渗透,在21世纪的信息时代,最优化理论和技术必将在社会的诸多方面起着越来越大的作用。遗传算法求解复杂优化问题有着巨大的潜力。 复杂工业工程领域的优化设计,是遗传算法的一个重要研究方向。论文首次提出了基因控制遗传算法(Gene Handling Genetic Arithmetic, GHGA)的理论,并用它系统地解决了电力机车主变压器电磁结构优化设计课题。 围绕着高速电力机车主变压器优化设计这个复杂工程优化问题,论文开展了如下工作:1 在对高速电力机车主变压器进行整体方案优化的基础上,建立了具有13个离散变量、17个约束条件、体积和重量两个优化目标函数的电力机车主变压器电磁结构优化设计标准数学模型;2 理论创新:在寻求对所建立的优化数学模型求解时发现:简单遗传算法(SGA)难于收敛。因此,针对实际问题的领域知识所包含的信息,提出了基因控制遗传算法(GHGA)的思想,及其数学表述和寻优策略,给出了GHGA种群多样性的理论分析、全局收敛性的理论证明以及它是一种较高搜索效率算法的理论证明;3 设计技术创新:数学模型中涉及复合短路阻抗求解、油箱与绕组的最近距离的确定(必然包括屏蔽技术)、绕组间的漏磁干扰计算等关键设计技术。论文用两章的篇幅对此进行了详细的理论分析,建立了复杂工业工程优化设计的创新设计技术。试验验证了新的设计技术的正确性;这套设计技术填补了国内空白,具有自主知识产权。4 分别用四种遗传算法,求解上述数学模型。结果表明:简单遗传算法(SGA)难于收敛或者收敛于局部优解;基因控制遗传算法(GHGA)全局收敛;基因表达遗传算法(GEGA)收敛于局部优解;基于基因表达的基因控制遗传算法 (GGHGA)是全局的快速的遗传算法; 本文的研究工作表明: 实际复杂工程优化问题是一项需要多学科综合知识才能解决的问题; 从理论到应用,在应用中发现新的理论,用新的理论反过来指导实际应用,是理论发展的辩证法,也是应用技术发展的辩证法。
班希翼[4](2014)在《更高速列车牵引变压器连接参数优化设计》文中研究说明本文研究的主要内容为车体-牵引变压器系统间的振动传递,牵引变压器通过单层隔振系统悬挂于车体底部。当列车更高速运行时,由牵引变压器的惯性激振力等因素引起的振动将通过隔振系统传递到车体,影响列车的舒适性和安全性,同时,车体的振动也将通过隔振系统传递到牵引变压器,对牵引变压器产生影响。良好的隔振性能可以减小车体-牵引变压器系统之间的相互影响,所以需要对车体-牵引变压器单层隔振系统的隔振性能进行研究,为牵引变压器在列车上的隔振设计提供依据。为了研究车体-牵引变压器单层隔振系统的隔振性能,本文主要做了以下几个方面工作:首先对车体-牵引变压器系统做出合理的简化处理并建立车体-牵引变压器振动传递分析模型,选定车体-牵引变压器系统隔振性能评定指标。建立车体-牵引变压器ANSYS仿真计算模型,根据实际需要确定仿真计算的加载条件、刚度条件等。同时利用响应面方法结合本文的主要研究内容(优化设计连接牵引变压器隔振器的参数)进行试验设计,确定仿真计算的工况。根据所得到的计算工况通过ANSYS仿真软件实现仿真计算。然后对仿真结果进行分析,同时结合计算结果利用数学曲线拟合与函数逼近,拟合出连接参数与振动隔振性能评定指标之间的关系响应面方程。根据获取的响应面方程以及一系列的约束条件,最终获得满足要求的隔振器参数。最后总结论文所做的主要工作,得出研究结论,并为本课题未来的深入研究提出合理建议。
林泓,朱仙福,盛专成[5](1999)在《交流传动机车牵引变压器若干问题的分析》文中提出根据交流传动电力机车的传动特点,对牵引变压器的工作状态进行了分析,指出交流电力机车牵引变压器设计时应考虑的几个问题——牵引绕组的短路阻抗,电流的高次谐波,网压波动可能引起的过激磁以及直流磁化等,同时给出了相应的解决方法。
王晨卉[6](2016)在《新型永磁电机设计方法研究》文中研究指明轴向磁场无铁心永磁直流电机和横向磁通永磁电机是颇具代表的两款新型永磁电机。前者轴向尺寸短、转动惯量小,适合频繁启动制动的场合,后者转矩密度大、低速特性好,均有广阔的发展前景。新型电磁离合器则用于轮毂电机系统中以减缓电流冲击,提高乘坐舒适性。尽管其结构小巧,但是设计方法与永磁电机类似。本文以上述三者为研究对象,从磁场分析、制作工艺和结构设计三个方面,总结新型永磁电机的设计方法。主要内容有:1.磁场分析方法研究。用有限元法和解析法分别对轴向磁场无铁心永磁电机和新型电磁离合器进行磁场计算,包括空载磁场分布、气隙磁通密度和漏磁系数确定。之后,分析和总结了有限元法及解析法的各自特点。2.电磁设计与制作工艺的融合。结合轴向磁场无铁心永磁电机绕组设计和转子盘注塑成形工艺以及多轮新型横向磁通样机的结构改进过程展开研究,具有示范价值。3.结构设计优化方法研究。首先,用正交设计法探讨了轴向磁场无铁心永磁直流电机和新型电磁离合器结构优化准则;其次,建立了电机的数学模型,利用遗传算法进行优化;最后,总结和归纳了正交设计法和遗传算法的各自特点。4.计算机辅助设计程序编制。在前述研究内容基础上,基于MATLAB平台,编写了一套轴向磁场无铁心永磁电机辅助设计软件,涵盖电机结构优化和电磁计算两大功能。
二、随机化正交表在机车牵引变压器优化设计中的应用(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、随机化正交表在机车牵引变压器优化设计中的应用(论文提纲范文)
(2)电力机车主变压器优化设计(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 国内外电力机车的发展 |
1.2 我国的牵引变压器 |
1.2.1 变压器铁心及绕组技术现状 |
1.3 牵引变压器技术发展展望 |
1.4 变压器优化设计的发展 |
1.5 课题来源与任务 |
1.6 本文完成的工作 |
第2章 牵引变压器的设计 |
2.1 牵引变压器的特点 |
2.2 牵引变压器设计计算 |
2.2.1 总体结构设计 |
2.2.2 电磁设计 |
第3章 遗传算法原理与变压器优化设计 |
3.1 遗传算法简介 |
3.2 遗传策略 |
3.2.1 染色体编码方法 |
3.2.2 适应度函数 |
3.2.3 选择算子 |
3.2.4 交叉算子 |
3.2.5 变异算子 |
3.2.6 遗传算法的运行参数 |
3.2.7 约束条件的处理方法 |
3.3 变压器设计优化方法研究 |
3.3.1 优化电磁设计的数学描述 |
3.3.2 遗传算法用于变压器优化设计 |
第4章 优化设计软件程序 |
4.1 面向对象技术 |
4.1.1 面向对象软件开发的特点 |
4.2 软件介绍 |
4.2.1 编程语言的选择 |
4.2.2 软件结构 |
4.2.3 软件的使用 |
4.3 变压器优化设计实例 |
4.3.1 优化结果 |
4.3.2 试验数据 |
4.3.3 变压器实物照片 |
结论 |
参考文献 |
附录A 攻读学位期间发表的论文目录 |
致谢 |
(3)基因控制遗传算法的理论与应用研究(论文提纲范文)
第一章 绪论 |
1.1 求解工程优化问题的一般描述 |
1.2 工程设计中优化问题的数学模型 |
1.3 求解工程优化问题的传统优化方法 |
1.4 复杂工程优化设计的现代优化方法 |
1.4.1 遗传算法(6A) |
1.4.2 模拟退火算法(SA) |
1.4.3 神经网络(NN) |
1.5 基因控制遗传算法(GHGA)的提出及应用前景 |
1.6 高速电力机车主变压器优化设计课题简介 |
1.6.1 课题背景 |
1.6.2 高速电力机车国内外发展趋势 |
1.6.3 高速电力机车电机传动系统的发展概况 |
1.6.4 高速电力机车对主变压器的要求及国外新技术 |
1.6.5 对高速电力机车主变压器优化设计的任务 |
1.7 论文研究内容和主要贡献 |
第二章 遗传算法基础及其理论分析 |
2.1 遗传算法基础 |
2.1.1 遗传算法的一般结构 |
2.1.2 探索与扩展 |
2.1.3 基于种群的搜索 |
2.1.4 亚-启发式 |
2.1.5 遗传算法主要优点 |
2.1.6 遗传算法词汇 |
2.1.7 遗传算法的主要研究领域 |
2.2 模式定理 |
2.3 马尔科夫链分析 |
2.3.1 预备知识 |
2.3.2 收敛性分析 |
2.4 用遗传算法来解非线性规划问题 |
2.4.1 对约束条件的策略 |
2.4.2 惩罚函数 |
2.4.3 构造惩罚函数的方法 |
第三章 基因控制遗传算法及其理论分析 |
3.1 基因控制遗传算法(GHGA)的遗传策略 |
3.2 基因控制遗传算法种群多样性的量度 |
3.2.1 从种群的不同个体度量种群的多样性 |
3.2.2 从基因的角度度量种群的多样性 |
3.3 基因控制遗传算法的收敛性分析 |
3.3.1 最优保留与最优保留GA |
3.3.2 GHGA全局收敛的本质 |
3.3.3 GHGA基因控制遗传策略的实现途径 |
3.3.4 GHGA基因控制遗传策略全局收敛性分析 |
3.4 基因控制遗传算法优化效率的定量评价准则 |
3.5 基因表达遗传算法的理论 |
3.5.1 基因表达遗传算法 |
3.5.2 关系搜索与尘物进化 |
3.5.3 基因表达遗传算法 |
3.5.4 基于基因控制的GEGA群体进化机制 |
第四章 高速电力机车变压器整体方案优化与电磁结构优化数学模型 |
4.1 交流传动机车主变压器设计时应考虑的几个问题 |
4.1.1 环境条件 |
4.1.2 网压波动与主变压器过励磁 |
4.1.3 牵引绕组电流的高次谐波 |
4.1.4 主变压器短路阻抗 |
4.1.5 直流磁化问题 |
4.1.6 轻量化、小型化 |
4.1.7 电磁兼容设计 |
4.1.8 退耦要求 |
4.2 高速电力机车主变压器整体方案优化的思考 |
4.2.1 常用的优化目标的定义及其相互关系 |
4.2.2 机车变压器优化设计课题的选定 |
4.2.3 绕组形式对优化结果的影响实例 |
4.3 “篮箭”高速电力机车主变压器整体方案 |
4.4 电磁结构优化设计数学模型 |
4.4.1 优化目标 |
4.4.2 优化变量 |
4.4.3 约束条件 |
4.5 必须解决的设计难题 |
第五章 优化模型中短路阻抗约束原理 |
5.1 复合短路阻抗的定义及求解基本原理 |
5.2 高速电力机车主变压器导纳矩形阵及求解 |
5.3 变压器双绕组布置模式及短路电抗计算的一般问题 |
5.3.1 双绕组布置模式 |
5.3.2 线圈变压器短路电抗计算的一般问题 |
5.4 同铁心柱对称交错式线圈变压器短路阻抗计算公式 |
5.5 同铁心柱不对称交错式线圈变压器短路阻抗计算公式 |
5.6 有限单元法计算双线圈变压器短路电抗 |
5.6.1 电流产生恒定磁场的基本方程 |
5.6.2 位函数的边界条件 |
5.6.3 位函数的边值问题及等价条件变分问题 |
5.6.4 电磁场的有限元法求解 |
5.6.5 线圈变压器短路电抗的有限元法求解 |
5.7 高速电力机车主变压器复合短路阻抗计算方法 |
5.7.1 复合短路阻抗的求解方法 |
5.7.2 “篮箭”高速电力机车主变压器复合短路阻抗 |
5.7.3 复合短路阻抗的近似计算方法 |
5.8 牵引绕组对其它副边绕组的退耦分析 |
第六章 油箱壁离绕组的最近距离研究 |
6.1 时变电磁场基本理论 |
6.1.1 时变电磁场基本方程 |
6.1.2 涡流方程和波动方程 |
6.1.3 似稳电磁场 |
6.1.4 时变电磁场中的矢量位 |
6.1.5 坡印亭定理 |
6.1.6 似稳电磁场有限元分析原理 |
6.2 油箱损耗计算方法及电磁兼容计算 |
6.2.1 传统估算方法 |
6.2.2 油箱损耗有限元分析的理论基础 |
6.2.3 油箱损耗分析的有限元模型 |
6.2.4 无屏蔽油箱的损耗值 |
6.2.5 无屏蔽油箱的局部过热分析 |
6.2.6 无屏蔽油箱电磁兼容分析 |
6.3 油箱屏蔽研究 |
6.3.1 油箱屏蔽方式的选择 |
6.3.2 油箱电屏蔽结构研究 |
6.3.3 油箱电屏蔽的效果 |
6.3.4 油箱电屏蔽前后漏磁场图 |
第七章 基于GHGA的优化解题研究 |
7.1 多目标向单目标的转化 |
7.2 设计变量映射 |
7.2.1 铁心直径 |
7.2.2 牵引绕组匝数 |
7.2.3 高压绕组(HV_1~HV_4)段数 |
7.2.4 高压绕组(HV_5~HV_6)段数与N_H的差值 |
7.2.5 牵引绕组段数 |
7.2.6 高压—牵引绕组分裂段数 |
7.2.7 绕组的线规 |
7.2.8 绕组各段之间油道尺寸 |
7.3 约束优化向无约束优化转化 |
7.3.1 约束条件的标准数学表示 |
7.3.2 约束条件处理策略与增广目标函数 |
7.4 遗传算法的适应值函数 |
7.5 遗传基因与染色体编码 |
7.6 基于领域知识的显性基因或基因块信息 |
7.7 实施基因控制遗传进化的策略 |
7.7.1 原始种群基因控制 |
7.7.2 后代繁衍基因控制 |
7.7.3 约束极限条件检查基因控制 |
7.8 各种算法的求解结果及分析 |
7.8.1 传统遗传算法的求解结果 |
7.8.2 基因控制遗传算法(GHGA)的求解结果 |
7.8.3 基因表达的基因控制遗传算法(GGHGA)的结果 |
7.8.4 研究结论及前几个优解 |
第八章 结束语 |
8.1 本文完成工作 |
8.2 进一步的工作 |
参考文献 |
攻读博士学位期间的主要学术工作 |
一、科研课题 |
二、论文 |
三、着作 |
致谢 |
附录1 91个双线圈变压器电抗的计算值和实验值 |
附录2 复合短路阻抗计算输入文件及说明 |
附录3 复合短路阻抗计算输出文件及说明 |
附录4 “蓝箭”高速电力机车主变压器优化设计程序 |
附录5 部分种群(基因控制) |
附录6 前5个优化结果 |
(4)更高速列车牵引变压器连接参数优化设计(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
文中符号说明表 |
第一章 绪论 |
1.1 论文背景 |
1.2 研究意义 |
1.3 国内外研究现状分析 |
1.3.1 优化设计研究现状 |
1.3.2 牵引变压器研究现状 |
1.3.3 设备与车体的隔振设计研究现状 |
1.3.4 响应面方法的研究现状 |
1.3.5 小结 |
1.4 论文主要研究内容 |
第二章 车体-牵引变压器振动性能评定 |
2.1 隔振理论研究 |
2.1.1 单级隔振理论 |
2.1.2 隔振传递率 |
2.1.3 隔振参数选择 |
2.2 隔振效果评估 |
2.2.1 力传递率 |
2.2.2 插入损失 |
2.2.3 振级落差 |
2.2.4 功率流 |
2.3 车体-牵引变压器系统隔振性能评定指标 |
2.3.1 车体-牵引变压器隔振系统的力传递率 |
2.3.2 车体-牵引变压器隔振系统的插入损失 |
2.3.3 车体-牵引变压器隔振系统的振级落差 |
2.3.4 车体-牵引变压器隔振系统的功率流传递率 |
2.3.5 几种评估方法的比较 |
2.4 本章小结 |
第三章 基于响应面方法的实验设计及系统仿真计算 |
3.1 响应面方法概述 |
3.1.1 响应面的概念 |
3.1.2 响应面模型 |
3.2 响应面试验设计 |
3.2.1 试验点选择 |
3.2.2 响应面函数形式的选择与拟合 |
3.2.3 响应面模型验证 |
3.3 基于响应面法的连接参数优化试验分析 |
3.3.1 系统隔振设计分析 |
3.3.2 优化变量及试验工况设计 |
3.3.3 响应面方程准确性检验 |
3.4 更高速列车仿真计算分析 |
3.5 车体-牵引变压器系统仿真计算 |
3.5.1 仿真模型建立及说明 |
3.5.2 加载工况 |
3.6 谐响应仿真计算及结果分析 |
3.6.1 车体和设备上响应拾取点 |
3.6.2 谐响应仿真结果分析 |
3.6.3 谐响应分析小结 |
3.7 响应面试验设计仿真结果 |
3.7.1 车体激励条件下仿真计算结果 |
3.7.2 牵引变压器激励条件下仿真计算结果 |
3.8 本章小结 |
第四章 牵引变压器连接参数响应面优化 |
4.1 车体激励条件下连接参数优化 |
4.1.1 优化目标函数 |
4.1.2 目标函数方程方差分析 |
4.1.3 目标函数分析 |
4.1.4 目标函数优化 |
4.2 牵引变压器激励条件下连接参数优化 |
4.2.1 优化目标函数 |
4.2.2 目标函数方程方差分析 |
4.2.3 目标函数分析 |
4.2.4 目标函数优化 |
4.3 最终优化结果 |
4.4 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 研究展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
附录1 振级落差计算程序 |
附录2 ANSYS计算命令流程序 |
附录3 响应面拟合及方差分析程序 |
附录4 目标函数优化程序 |
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
(6)新型永磁电机设计方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题研究的背景和意义 |
1.2 新型永磁电机国内外发展概况 |
1.3 轴向磁场无铁心永磁直流电机概述 |
1.4 横向磁通永磁电机概述 |
1.5 轮毂电机专用新型电磁离合器概述 |
1.6 本文主要研究内容和章节安排 |
2 新型永磁电机磁场分析研究 |
2.1 新型永磁电机常用磁场计算方法 |
2.2 AFPMCDCM磁场分析计算 |
2.3 轮毂电机专用新型电磁离合器磁场分析计算 |
2.4 本章小结 |
3 新型永磁电机工艺制作研究 |
3.1 AFPMCDCM磁极设计 |
3.2 AFPMCDCM绕组设计 |
3.3 AFPMCDCM电枢绕组注塑成形工艺 |
3.4 新型TFPMM工艺制作总结 |
3.5 本章小结 |
4 新型永磁电机结构设计方法研究 |
4.1 正交设计法概述 |
4.2 基于正交设计法的AFPMCDCM结构设计 |
4.3 基于正交设计法的新型电磁离合器结构优化设计 |
4.4 遗传算法在电机结构设计中的应用 |
4.5 基于遗传算法的AFPMCDCM结构优化设计 |
4.6 AFPMCDCM计算机辅助设计软件 |
4.7 本章小结 |
5 全文总结与展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录1 解析解后处理程序 |
附录2 渐开线参数计算程序 |
附录3 遗传算法程序 |
四、随机化正交表在机车牵引变压器优化设计中的应用(论文参考文献)
- [1]随机化正交表在机车牵引变压器优化设计中的应用[J]. 盛专成,朱仙福. 机车电传动, 1998(01)
- [2]电力机车主变压器优化设计[D]. 李欣. 湖南大学, 2007(05)
- [3]基因控制遗传算法的理论与应用研究[D]. 罗隆福. 湖南大学, 2001(01)
- [4]更高速列车牵引变压器连接参数优化设计[D]. 班希翼. 西南交通大学, 2014(04)
- [5]交流传动机车牵引变压器若干问题的分析[J]. 林泓,朱仙福,盛专成. 机车电传动, 1999(04)
- [6]新型永磁电机设计方法研究[D]. 王晨卉. 华中科技大学, 2016(01)