1.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Xi={xi1,xi2,...,xii,...xim},其中Xi为第i个变量,xii为变量Xi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Qj={x1j,x2j,...,xij,...xmj},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T0,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fη、功率因数起动转矩倍数 最大转矩倍数 起动电流倍数 槽满率fff、成本fcost;
2
y1=fη=(效率计算值-效率目标标)
2
y6=fcost=(成本计算值-成本目标标)
并计算评价函数 其中n=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5);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(objn是评价函数的个数,这里是6)个评价函数和objn个接受概率:式中, 是交叉变异前个体的第一个目标函数值, 是交叉变异后个体的第一个目标函数值,P1是个体的第一个接受概率;
……
式中, 是交叉变异前个体的第objn个目标函数值,是交叉变异后个体的第objn个目标函数值,Pobjn是个体的第objn个接受概率;
(5.3)、遍历当前染色体中所有交叉变异后的个体,以决定当前染色体的取舍;
(5.3.1)在温度Tk下,获取第一个交叉变异后的个体作为当前个体;
(5.3.2)判断是否有Pi>RAN(1,0)(i=1,2…objn),若是,则接受新个体,若否保留旧个体;
(5.3.3)、获取下一个交叉变异后的个体,重复执行步骤(5.3.1)-(5.3.2),直到最后一个交叉变异后的个体;
(5.3.4)、判断当前染色体中是否有新个体替换旧个体,若是,则进入下一步;若否,则删除当前染色体;
(5.3.5)、此操作遍历所有染色体,进入步骤6;
6)、获取当前种群中染色体的数量m′,若m′<m则随机生成m-m′组染色体、形成新种群;
7)、以新种群作为当前种群,判断当前的迭代世代是否小于迭代世代阈值,若是,则进入步骤8);若否,则将染色体转换为十进制数后,输出与评价函数对应的待优化变量的非劣解集;
8)、在高温区,使用经典退火方式,降温公式为: 这样使温度下降缓慢;
在低温区,使用快速退火方式:降温公式为: 式中T0为初始温度,α取2;
重复执行步骤3)-7)。
2.如权利要求1所述的基于多目标混合模拟退火算法的单相异步电机设计方法,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bs1,bs2,hs12、转子槽型尺寸br1,br2,hr12、铁心长度L、运行电容值Crun、启动电容值Cstart,m=13。