[发明专利]基于自适应果蝇算法的开关磁阻电机结构参数优化方法

说明书

本发明公开一种基于自适应果蝇算法的开关磁阻电机结构参数优化方法。该方法以开关磁阻电机定子极弧和转子极弧两结构参数为优化对象，以电机效率和转矩脉动系数为优化目标，通过实现效率和转矩脉动系数的协同最优，从而获得最优的电机结构参数。该方法的优点是：采用双种群果蝇算法寻优，可有效增强其搜索能力，提高了优化效率；赋予果蝇个体在限定范围内的随机角度寻优，解决了传统果蝇算法寻优时易跳出定转子极弧限定边界的问题，加快了收敛速度；果蝇个体采用递减圆寻优方式，可有效避免其陷入局部最优解。总之，本发明具有寻优速度快、运行效率高、不易陷入局部最优解等特点。

技术领域

本发明涉及开关磁阻电机技术领域，尤其涉及一种基于自适应果蝇算法的开关磁阻电机结构参数优化方法。

背景技术

开关磁阻电机因具有结构简单坚固、控制灵活、调速范围宽等优点，因而在电动汽车、风力发电等诸多领域得到了日益广泛的应用。然而较大的转矩脉动及较低的运行效率影响了其推广应用，因此如何改善上述技术性能已成为国内外研究者共同关注的焦点。绕组电流的非正弦性以及铁芯磁通密度的高饱和性使开关磁阻电机成为一个多变量、强耦合的非线性系统，给设计以及优化造成了极大的困难。目前，国内外研究者对这方面的研究还不够深入，绝大多数设计方法建立在经验公式以及有限元分析的基础之上，其计算过程繁琐，专业性要求高，且难以得到全局最优解。部分学者引入优化算法，对设计参数进行敏感性分析，虽然取得了一定的成果，但仍存在不足。如：模拟退火算法收敛速度慢，执行时间长；遗传算法容易出现早熟的情况，其稳定性差，处理规模小；粒子群协同优化算法调节参数多，工作量大，优化效率低等。果蝇算法是一种基于果蝇觅食行为推演出寻优全局优化的新方法，该方法相对于遗传、粒子群等算法，具有参数设置少、运行效率高等优点；但该方法在应用于开关磁阻电机结构参数的优化方面，在定转子极弧限制条件中寻优时容易跳出限制边界，影响其收敛速度，且果蝇算法中固定步长对于搜索效率敏感，且不易选取，影响其运行效率。因此针对果蝇算法在开关磁阻电机结构参数优化方面存在的不足，研究一种能克服上述不足的改进型果蝇算法，以实现开关磁阻电机结构参数的多目标全局及快速高效寻优具有重要意义。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于自适应果蝇算法的开关磁阻电机结构参数优化方法。

本发明一种基于自适应果蝇算法的开关磁阻电机结构参数优化方法，包括的步骤如下：

(1)初始化参数；

(2)在保证开关磁阻电机具有正反向自起动能力的定转子极弧限制边界三角图上，选取A、B两点作为果蝇种群A和B的初始位置；

(3)根据步骤(2)中果蝇种群A和B的初始位置，赋予果蝇个体a和b在限定范围内的随机飞行角度；

(4)根据步骤(3)中果蝇个体a和b的飞行角度，求出两只果蝇个体飞行路径的交点，并设该点为果蝇个体c；

(5)根据步骤(4)中果蝇个体c的位置，先计算果蝇个体c的味道浓度判定值，再计算该果蝇个体的味道浓度；

(6)找出并保留最佳味道浓度Smellbest，且保留此时果蝇个体c的位置；

(7)进入迭代寻优，重复步骤(2)-(6)，并判断果蝇个体c的味道浓度值是否优于最佳味道浓度Smellbest，若优于则更新果蝇最佳味道浓度Smellbest和果蝇个体c的位置，否则保留上一次的最佳味道浓度值Smellbest和果蝇个体c的位置；

(8)根据步骤(7)中果蝇个体c的位置，求出果蝇个体c到限制边界三角图每边的距离并找出其极小值r；

(9)根据步骤(8)中果蝇个体c的位置和到限制边界距离的极小值，以果蝇个体c的位置为圆心，以