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1、中小型电机!2005,32(2)应用改进实数编码遗传算法的三相异步电动机优化设计1研究与设计应用改进实数编码遗传算法的三相异步电动机优化设计韩力,李景灿(重庆大学,重庆400044)韩力1963年1月摘要为了更好地将遗传算法应用于三相异步电动机的优化设计,论文对生,重庆大学副教授,硕士研究生导师,主要研简单遗传算法进行了改进,提出了采用双亲四子交叉算子、自适应变异算子及多究方向为电机与电器设轮次循环优化策略的改进实数编码遗传算法(IRGA),采用退火罚函数方法对约备的现代设计方法、
2、电束条件进行处理,并用3个经典数学函数进行了验证。在研究三相异步电动机机电磁场的分析与计优化设计特点的基础上,提出了10个优化变量、8个约束条件的电机优化设计算。数学模型,将IRGA应用于Y系列三相异步电动机优化设计,分别以提高效率和降低材料成本为目标进行了优化。结果表明,IRGA能有效提高电机效率和降低电机主要材料成本,算法可靠有效,具有工程实用价值。关键词三相异步电动机优化设计遗传算法ApplicationofImprovedRealcodedGeneticAlgorithmtoThreephase
3、InductionMotorsOptimalDesignHanL,iLiJingcan(ChongqingUniversity)Abstract:ForthebetterapplicationofGeneticAlgorithmintheoptimumdesignof3phaseinductionmotors,anImprovedRealcodedGeneticAlgorithm(IRGA)isdeveloped,whichhasselfadaptablemutationoperator,multitu
4、rnsevolutionstrategyandannealingpenaltyfunctionforsolvingnonlinearrestrainedoptimizationproblems.Theimprovedalgorithmistestedbythreeclassicalmathematicalexamples.Accordingtothefeatureof3phaseinductionmotors,amathematicalmodelofoptimumdesignof3phaseinduction
5、motorsisestablished.ThealgorithmisappliedtotheoptimaldesignofYseriesmotors.TheresultsshowthatIRGAcanimprovetheoperationperformanceanddecreasetheeconomiccostsobviously,andtheseshowthatthealgorithmisreliable,validandsuitabletotheapplicationintheengineering.Ke
6、ywords:ThreephaseinductionmotorOptimumdesignGeneticalgorithm设计技术也普遍受到电机学术界和工程界的关1前言注。对于电机优化设计,不但需要选择一个合适随着石油和能源的不断枯竭,能源价格不断的算法,而且还需要结合电机设计的特点对算法上涨,世界各国对高效率电机的需求越来越迫切。进行改进。此外,设计时还需要考虑电机产品的与之相应的以效率或材料成本为目标的电机优化系列性、通用性以及电机参数的离散性。2应用改进实数编码遗传算法的三相异步电动机优化设计中小
7、型电机!2005,32(2)众所周知,电机优化设计是一个有约束、多目变化情况。标、多变量以及多峰值的复杂的非线性问题。用IRGA采用实数编码方式,以提高收敛速度;[5]基于古典极值理论的算法和传统的随机算法往往采用∀双亲四子#的交叉算子,以增加种群的多都只能求得局部极值点,而从20世纪90年代后样性。使用的遗传算法、模拟退火算法等从理论上可以SGA通常采用固定的变异概率,算法演化一[1]求得全局最优点。定代数后,缺乏局部搜索能力。为了提高算法的遗传算法具有自组织、自适应和自学习的智局部搜索能力,本文采用如下的自
8、适应变异算子:能性,适合大规模并行运算,具有不受搜索空间限设s=(1,2,∃,n)为一个父代个体,制性条件(如可微、连续、单峰等)的约束及不需FF(s)是它的适应值,FFmax是当前群体中的最大其它辅助信息(如导数)的特点,因此受到人们青适应值,分量k被选为进行变异操作,其定义区[2]睐。这些特点非常适合用于电机的优化计算。间是[ak,
