基于kriging算法的直线感应电机多目标优化设计研究

摘要

采用直线电机牵引技术的轨道交通车辆具有转弯半径小、牵引性能好、爬坡能力强，振动小、噪音低等特点，目前受到越来越多的关注。其中直线电机的设计对车辆运行性能起到至关重要的作用。使用直线电机牵引的车辆对电机设计的要求可以归结为：电机牵引力大，能效水平高，重量更轻，体积更小，效率更高。 电机优化设计技术能够有效提高设计效率和各项性能指标，但目前在电机设计中发挥的作用还远未达到人们的预期。直线电机优化设计要获得良好的效果，需要两个要素：首先，直线电机各种状态下的各种性能指标参数要能够较快速和准确地计算；其次，寻优方法要能够充分搜索庞大的设计空间，并能够在较少的计算成本下得到全局最优解或接近全局最优的满意优化解。 本文利用基于场路结合推导的计及端部效应和“半填充槽”影响的直线感应电机T型等效电路计算电机特性参数，结合针对复杂多维非线性耦合关系处理能力较强的kriging 代理模型优化方法，并融入高效全局优化算法（EGO）的迭代加点策略，在MATLAB平台编写优化寻优主程序和电机高低速特性计算程序，考虑实际应用需求及约束条件对磁浮列车用直线感应电机进行多目标优化设计，得到在预定约束条件下的一系列优化设计参数，并用有限元计算方法验证其性能指标，验证了优化工作的有效性与实用性。

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