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优化设计

  • 电流互感器优化设计计算软件的研究与开发.rar

    到目前为止,互感器作为输变电设备的重要组成部分,其设计和开发还始终停留在手工试算阶段,这种手工试算的方法已经越来越不能满足工业发展的需要.各互感器生产厂家迫切需要对产品进行计算机辅助设计.故而保定天威集团大型变压器公司与河北工业大学电器研究所协作,进行了"互感器集成CAD系统"这一软件的研究与开发,该论文主要负责"电流互感器优化设计计算软件的研究与开发"这一部分.产品设计和产品优化设计的软件开发包括两部分:一部分为设计计算程序,其中包括电磁、动热稳定、重量等计算;另一部分为优化设计程序,主要是针对产品的成本和产品工艺进行了合理的优化,建立优化设计的数学模型和完成优化程序.该论文在了解电流互感器原理和结构的基础上,结合工程实际确立了额定电压为110kV,电流等级为2×50/5(1)A~2×1000/5(1)A的电流互感器的设计计算方法并根据具体情况选择了合适的优化设计方法.此外,该论文还对额定电压为220kV,电流等级从2×300/5(1)A~2×2000/5(1)A的电流互感器优化设计计算软件做了简单介绍.

    标签: 电流互感器 优化设计 计算软件

    上传时间: 2013-06-07

    上传用户:杜莹12345

  • 基于遗传算法的异步电机多目标优化设计的研究.rar

    电机优化设计是复杂的有约束、非线性、混合离散多变量规划问题.该文在对电机优化设计理论进行研究的基础上,从一般传统的优化方法入手,对电机的全局优化设计方法特别是遗传算法进行了详细的研究和探讨.该论文的主要工作包括:(1)对适应于电机优化设计的常用传统优化方法(HOOKE-JEEVES法、MDOD法和SUMT法)进行了较为详细的研究,给出了各种方法的计算流程和步骤;(2)对全局优化的理论和方法进行了研究,分析了全局优化方法中的随机实验法、模拟退火算法和模拟进化算法各自的特点,对遗传算法的工作原理及其诸要素进行了详细的探讨;(3)在对遗传算法的基本原理进行研究的基础上,进行了电机优化设计遗传算法的研究,分析了各要素对电机优化设计遗传算法性能的影响;(4)建立了三相异步电机多目标优化设计的数学模型,分别编制了基于HOOKE-JEEVES法、MDOD法和多轮进化遗传算法的电机优化设计程序,并对使用各种优化方法优化的结果进行了对比分析.

    标签: 算法 异步电机 多目标

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:tonyshao

  • LED光伏照明系统优化设计.rar

    本文提出了一种LED发光显示牌的设计方案制作灯箱,其具有无灯丝光源、无逆变器能量消耗和系统直流供电等优点。LED发光显示牌是LED在照明领域中的 一个重要应用,设计原理基于Notebook的液晶显示器,是将点光源转换成面光源的科技产品。为增强显示牌的发光效果,在设计中还合理地应用到了光学级 PMMA导光板、反射膜和扩散膜等材料,并对它们的特性及其在系统中的作用进行了详细的理论分析。同时在分析大量实验数据的基础上,证明了设计方案 的可行性。 系统中的太阳电池、蓄电池、负载LED的优化匹配也是一个值得研究的问题。本文从容量、功率匹配等方面对系统进行了优化设计。 太阳能发电和常规能源发电不同,它具有随机不确定性。而这种时变性又增加了系统的不稳定性因素。本文根据课题的要求提出了一种应用于光伏照明 系统的充放电控制器的设计方案,较好地解决了系统中太阳电池输出能量不稳定的缺陷,同时还对蓄电池和负载LED进行各种控制和保护。最后,给出了硬 件电路的设计和软件算法,并提供了相关实验数据和波形。

    标签: LED 光伏 优化设计

    上传时间: 2013-06-20

    上传用户:ca05991270

  • 干式变压器电磁计算优化设计.rar

    本文针对电力变压器的电磁设计过程、优化方法、优化系统的体系结构,以及优化设计系统开发中采用的技术和处理方法展开了深入的讨论和研究,开发了一套干式变压器电磁计算优化设计系统。论文工作主要包括以下几方面的内容: (1)综述了电力变压器的结构特征和传统电磁设计的流程,分析了变压器电磁设计中的设计流程、设计目标、方案组合等重点问题,研究了变压器的评价准则的选择和计算。同时对变压器电磁设计计算的细节做了深入分析,理清了变压器设计中各个步骤、各个部件之间的相互关系,成功地将变压器计算中的一些核心的计算过程程序化。 (2)深入研究和分析了目前变压器优化设计的研究和实践中所采用的优化方法,包括比较成熟的循环遍历法和其他还处于研究阶段或还有缺陷的方法,对这些算法的原理、应用情况、优缺点进行了比较和总结。 (3)将ODBC(开放数据库互连)和OLE(对象链接和嵌入)自动化技术引入电力变压器的电磁优化设计系统中,一改以往的设计软件封闭的弊病,具有出色的可扩展性,充分利用了现代操作系统环境的先进功能。以oLE自动化技术为基础的计算单自动生成技术,使变压器设计软件能够在更大程度上协助设计人员的工作,将设计人员从简单劳动中解脱出来,使设计软件能够真正成为全面的变压器优化设计软件。 (4)将各种型式的敞开式和环氧浇注干式变压器电磁计算优化设计整合到同一系统中,方便了用户不同的设计要求,同时根据专家理论设计了众多人工干预设计的环节,令本软件更具有系统性、实用性、开放性和个性。 (5)对当前热门的非晶合金变压器进行了简要介绍,并指出非晶合金变压器的优缺点,分析了其即将全面使用的趋势。同时对非晶合金干式变压器的优化设计进行了研究和探讨,给下一步的工作指明了方向。

    标签: 干式变压器 优化设计 电磁计算

    上传时间: 2013-05-27

    上传用户:王庆才

  • 干式变压器优化设计及其CAD系统的研究.rar

    由于干式变压器的优良性能以及在特种场合下对干式变压器的应用需求,当前我国干式变压器市场空间广阔,竞争激烈。但是目前国内许多干式变压器生产厂家仍然停留在手工设计计算阶段,设计的效率低、周期长、人工成本高。干式变压器原材料的上涨,也加大了厂家的制作成本。以研究、开发实用性干式变压器CAD系统为目的,本文对该集成软件的系统分析及相应的实现技术进行了详细的研究。 首先,在总结干式变压器手工设计方法的基础上,借鉴变压器的通用优化设计模型,结合干式变压器的特点,建立了干式变压器的优化设计模型。以铁芯直径、窗高、内线圈匝数、外线圈电流密度、内线圈电流密度为变量,采用改进遗传算法对其进行干式变压器单机优化设计。该算法将模拟退火思想引入到遗传算法的选择机制中,解决了传统遗传算法过早收敛的问题。其与传统遗传算法优化结果对比表明:新的算法收敛性较好,优化效果较明显,算法是成功的。并根据Appelbaum序贯分解法的基本思想,通过“共同变量”和“非共同变量”将系列中兼容的各规格变压器联系起来,得到系列变压器优化设计的统一数学模型,然后使用改进后的遗传算法对中小型干式变压器中套用同一个机座的系列优化问题进行了探讨,并在此基础上建立了干式变压器系列优化的软件优化设计流程。 其次,在软件设计方面选用C++程序设计语言,采用Visual Basic进行界面编写,且运用ActiveX技术实现了VB与AutoCAD软件的连接。该设计不但能够对干式变压器进行优化设计,并且添加了CAD制图功能。本文对数据库支撑的干式变压器CAD系统进行了系统设计和研究,详细探讨了该集成软件的实现技术。 最后,在各项性能指标都满足国家标准要求的情况下,以SC9-50/10型号和SCB9-1250/10型号的干式变压器为例进行单机优化,变压器有效成本分别降低了2.83﹪和1.79﹪;以系列号SC9-50/10四个规格变压器为例进行系列优化,分别按照不同的权重来进行系列优化设计,优化方案1时,总成本下降了3.26﹪;优化方案2时,总成本下降了3.1﹪。可见,达到了预期效果,干式变压器成本有效降低。

    标签: CAD 干式变压器 优化设计

    上传时间: 2013-07-23

    上传用户:kernaling

  • 三相异步起动永磁同步电动机的优化设计.rar

    异步起动永磁同步电动机有别于调速永磁同步电动机,转子上设有起动绕组,具有在某一频率和电压下的自行起动能力,同传统的三相感应电动机相比,具有在宽负载范围内效率高、功率因数高的优点,符合国家“节能环保”的指导方向,有广泛的应用前景。 这种电机自问世以来,就受到普遍关注与重视,经过二十几年的研究与发展,三相异步起动永磁同步电动机的设计技术逐渐成熟,并且已经开始被用于某些工业场合,但由于转子磁路结构相对复杂,电动机的优化设计方法尚不完善,因而一直以来未得到大范围内的推广和应用。 本课题以此为切入点,以小功率三相异步起动永磁同步电动机的批量生产为目标,本着转子结构尽可能简单、加工工艺尽可能简化、同时电机性能尽可能提高的原则,对异步起动永磁同步电动机的优化设计方法进行研究。在研究过程中,作者应用Maxwell、Magneforce和Magnet等电机设计仿真软件,系统分析了永磁体的嵌放深度、定转子的齿槽配合、以及定转子的磁路饱和等问题对电机性能的影响,最终设计并制成一台容量为1.1kW的四极径向磁路式异步起动永磁同步电动机,样机的性能测试实验结果与仿真所得结果吻合,成本预算与各方面性能指标均满足设计需求。 在样机制成后,作者进一步对样机的设计进行了优化,实验结果证明所设计异步起动永磁同步电动机完全可以替代同规格的1.1kW,Y90S-4感应电动机。

    标签: 三相异步 起动 永磁同步电动机

    上传时间: 2013-07-30

    上传用户:坏坏的华仔

  • 静电梳齿结构的MEMS分析和优化设计.rar

    微机电系统(MEMS)器件的构成涉及微电子、微机械、微动力、微热力、微流体学、材料、物理、化学、生物等多个领域,形成了多能量域并交叉耦合。为其产品的建模、仿真以及优化设计带来了较大的难度。由于静电驱动的原理简单使其成为MEMS器件中机械动作的主要来源。而梳齿结构在MEMS器件中有广泛的应用:微谐振器、微机械加速度计、微机械陀螺仪、微镜、微镊、微泵等。所以做为MEMS的重要驱动方式和结构形式,静电驱动梳齿结构MEMS器件的耦合场仿真分析以及优化设计对MEMS的开发具有很重要的意义。本课题的研究对静电驱动梳齿结构MEMS器件的设计具有较大的理论研究意义。 本文的研究工作主要包括以下几个方面: 1、采用降阶宏建模技术快速求解静电梳齿驱动器静电-结构耦合问题,降阶建模被用于表示微谐振器的静态动态特性。论文采用降阶建模方法详细分析了静电梳齿驱动器的各参数对所产生静电力以及驱动位移的关系;并对静电梳齿驱动器梳齿电容结构的静电场进行分析和模拟,深入讨论了边缘效应的影响;还对微谐振器动态特性的各个模态进行仿真分析,并计算分析了前六阶模态的频率和谐振幅值。仿真结果表明降阶建模方法能够快速、准确地实现多耦合域的求解。 2、从系统角度出发考虑了各个子系统对叉指式微机械陀螺仪特性的影响,系统详细地分析了与叉指状微机械陀螺仪性能指标-灵敏度密切相关的结构特性、电子电路、加工工艺和空气阻尼,并在此分析的基础上建立了陀螺的统一多学科优化模型并对其进行多学科优化设计。将遗传算法和差分进化算法的全局寻优与陀螺仪系统级优化相结合,证实了遗传算法和差分进化算法在MEMS系统级优化中的可行性,并比较遗传算法和差分进化算法的优化结果,差分进化算法的优化结果较大地改善了器件的性能。 3、从系统角度出发考虑了各个子系统对梳齿式微加速度计特性的影响,在对梳齿式微加速度计各个学科的设计要素进行分析的基础上,对各个子系统分别建立相对独立的优化模型,采用差分进化算法和多目标遗传算法对其进行优化设计。证实了差分进化算法和多目标遗传算法对多个子系统耦合的系统级优化的可行性,并比较了将多目标转换为单目标进行优化和采用多目标进行优化的区别和结果,优化结果使器件的性能得到了改善。

    标签: MEMS 静电

    上传时间: 2013-05-15

    上传用户:zhangjinzj

  • IIR数字滤波器优化设计及FPGA仿真验证.rar

    IIR数字滤波器是冲激响应为无限长的一类数字滤波器,是电子、通信及信号处理领域的重要研究内容,国内外学者对IIR数字滤波器的优化设计进行了大量研究。其中,进化算法优化设计IIR数字滤波器虽然取得了一定的效果,但是其也有自身的一些不足;另外,基于粒子群算法以及人工鱼群算法的IIR数字滤波器优化设计也取得了较好的效果。但这些方法都是将多目标优化问题转化为单目标优化问题,这种方法是将每个目标赋一个权值,然后将这些赋了权值的目标相加,把相加的结果作为目标函数,在此基础上寻找目标函数的最小值,这样做造成的问题是可能将其中的任何一种满足目标函数值最小的情况作为最优解,但实际上得到的不一定是最优解。也就是说,单目标的方法难以区分哪一种情况为最优解,这样的寻优模型从理论上来说是难以得到最优解的。另外,在将多目标转化为单目标时,各个目标的权值难以确定,而且最终只能得到唯一解。针对这些问题,本文在研究传统遗传算法、进化规划算法以及量子遗传算法的IIR数字滤波器优化设计的基础上,将重点研究IIR数字滤波器的粒子进化规划优化、遗传多目标优化以及量子多目标优化。另外,由于在通信系统中IIR数字滤波器有广泛应用,并且大量采用FPGA实现,多目标优化方法得到的滤波器性能也值得验证,因此,对多目标优化方法得到的IIR数字滤波器系数进行FPGA仿真验证有重要的现实意义。 @@ 论文的主要工作及研究成果具体如下: @@ 1.分析IIR数字滤波器的数学模型及其优化设计的参数;针对低通IIR数字滤波器,采用遗传算法及量子遗传算法对其进行优化设计,并给出相应的仿真结果及分析。 @@ 2.针对使用进化规划算法优化设计IIR数字滤波器时容易陷入局部极值的问题,研究粒子进化规划算法,并将其应用于IIR数字滤波器的优化设计,该算法将粒子群优化算法与进化规划算法相结合,继承了粒子群算法局部搜索能力强和进化规划算法遗传父代优良基因能力强的优点。将这种新的粒子进化规划算法应用于IIR低通、高通、带通、带阻数字滤波器的优化设计,显示了较好的效果。 @@ 3.优化设计IIR数字滤波器时,通常将多目标转化为单目标的优化问题,这种方法虽然设计简单,但是在将多目标转化为单目标时,各个目标的权值难以确定,而且最终只能得到唯一解,不能提供更多的有效解给决策者。针对常 用基于单目标优化算法的不足,在分析IIR数字滤波器优化模型和待优化参数的基础上,本文研究遗传算法的IIR数字滤波器多目标优化设计方法,该方法将多个目标值直接映射到适应度函数中,通过比较函数值的占优关系来搜索问题的有效解集,使用这种方法可以求得一组有效解,并且将多目标转化为单目标的优化方法得到的唯一解也能被包括在这一组有效解中。@@ 4.将量子遗传算法应用于IIR数字滤波器多目标优化设计,研究量子遗传算法的IIR数字滤波器多目标优化设计方法,并将优化结果与传统遗传算法的多目标优化方法进行了比较。仿真结果表明,在对同一种滤波器进行优化设计时,使用该方法得到的结果通带波动更小,过渡带更窄,阻带衰减也更大。 @@ 5.针对IIR数字滤波器的硬件实现问题,在对IIR数字滤波器的结构特征进行分析的基础上,分别采用遗传多目标优化方法量子多目标方法优化设计IIR数字滤波器的系数,然后针对两组系数进行了FPGA( Field-Programmable GateArray,现场可编程门阵列)仿真验证,并对两种结果进行了对比分析。 @@关键词:IIR数字滤波器;优化设计

    标签: FPGA IIR 数字滤波器

    上传时间: 2013-06-09

    上传用户:熊少锋

  • ECC密码算法的FPGA实现及优化设计

      本文主要对基于FPGA芯片的椭圆曲线密码算法的实现及优化设计进行了研究。由于点乘运算极大影响了椭圆曲线密码系统的加/解密速度,本文对点乘运算的FPGA设计进行了重点优化。首先比较分析了三种点乘算法,从运算复杂度的角度确定了蒙哥马里算法是最利于FPGA芯片实现的。然后根据蒙哥马里算法,用VerilogHDL语言实现了基于FPGA芯片的椭圆域中的基本运算(模加、模乘、模平方和模逆)。通过三种模乘算法在FPGA上的实现,设计出一种串并混合的乘法器,达到了面积与速度的最佳匹配。 本文利用Modelsim对本课题设计的硬件系统进行了仿真实验,验证了所设计的硬件系统完成了椭圆曲线密码算法在FPGA上的实现。最后使用SynplifyPro进行综合及布局布线,综合报告文件证明了本课题所设计的ECC加密系统达到了优化芯片速度和面积的目的。

    标签: FPGA ECC 密码算法 优化设计

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:thuyenvinh

  • 基于三维磁场计算的永磁音圈电机结构优化设计

    音圈电机(VoiceCoilMotor,简称VCM)是特种直线电机,其工作原理与扬声器的音圈类似。其最突出的特点是体积小、重量轻,动作速度快,可以达到很高的定位精度,推力均匀。自从问世以来,广泛的应用在计算机存储设备、航天仪器(例如航天制冷机)、精密测距仪器(例如霍尔位移测量装置)、精密车床以及移动电话中。目前,生产出的VCM电机广泛应用于消费类和生产类市场,特别是高档家用电器和计算机中。 针对目前我国VCM结构设计的不足及工艺的落后,本文结合现有的加工工艺,研究永磁VCM的设计及结构优化,具体内容如下: 首先,介绍VCM工作原理,以及内磁式与外磁式、长音圈与短音圈、动圈式与动铁式、直线式与摇臂式等不同结构VCM及相应特点,阐述了力矩常数的意义及其对电机性能的影响,并详细介绍了VCM在光盘驱动器、硬盘驱动器,以及在电刷试验台(提供静压力)中的典型应用。 其次,从电机电磁场的基本理论出发,介绍有限元及其在电磁场仿真计算中的应用,并采用有限元软件ANSYS,结合实际算例,对VCM进行建模和仿真。 再次,文中详细介绍了永磁VCM的设计过程,提出了设计方法以供参考,其中包含了定量计算,包括了永磁体材料的选择、体积的计算,音圈的设计(匝数计算及选型),以及电机整体的机械结构设计。 最后,结合设计VCM应当遵循的原则,提出了若干结构优化设计方案。在理论推导和分析的基础上,结合仿真软件ANSYS,对几种结构分别进行了电机电磁场以及电机性能的仿真分析,其中包括:采用钕铁硼永磁的单励磁结构VCM与传统铁氧体VCM的性能差异;增加极靴对VCM性能影响;增加短路环及变换结构对VCM动态响应速度的影响等。

    标签: 磁场 优化设计 计算 音圈电机

    上传时间: 2013-06-09

    上传用户:wanghui2438