Оптимальное проектирование - электрическая машина
Cтраница 1
Оптимальное проектирование электрических машин сводится к задаче нелинейного программирования, имеющей общий характер, причем ее особенностями1 являются пологость целевой функции многопараметричность, многоэкстремальность, овражность гиперпространства допустимых решений. Если в большинстве экстремальных задач овраг обращается сильной вытянутостью ( в топологическом представлении) линий уровня целевой функции, то в задачах электромеханики овражные ситуации чаще образуются из-за малости угла, образованного линиями уровня целевой функции и границей допустимой области. [1]
Оптимальное проектирование электрических машин сводится к задаче нелинейного программирования, имеющей общий характер, причем ее особенностями являются пологость целевой функции, многопарамет-ричность, многоэкстремальность, овражность гиперпространства допустимых решений. [2]
Задача оптимального проектирования электрической машины или серии машин может быть представлена как общая задача нелинейного математического программирования, которая сводится к нахождению минимума или максимума критерия оптимальности при наличии определенного числа независимых переменных проектирования и функций лимитеров, представляющих собой технические или технологические требования-ограничения к проекту. [3]
В практике решения задач оптимального проектирования электрических машин широко применяется и другая группа методов - стохастические ( случайные) методы. Направление движения в этих методах выбирается случайно. Если по какому-либо направлению наблюдается улучшение целевой функции, то движение в этом направлении ведется вплоть до получетшя экстремума, после чего начинается следующая итерация. [4]
В практике решения задач оптимального проектирования электрических машин широко применяется и другая группа методов - стохастические ( случайные) методы. Направление движения в этих методах выбирается случайно. Если по какому-либо направлению наблюдается улучшение целевой функции, то движение в этом Направлении ведется вплоть до получения экстремума, после чего начинается следующая итерация. [5]
 |
Логические структуры вычислительного алгоритма при многоэтапном поиске максимума. [6] |
Целесообразность использования многоэтапных вычислительных моделей для оптимального проектирования электрических машин объясняется также следующим. [7]
В СССР и за рубежом накоплен значительный опыт оптимального проектирования электрических машин. Необходимость применения ЦВМ для проектирования предопределена практикой, что связано со все увеличивающейся потребностью промышленности в новых проектах. При этом возрастают требования к проектированию. [8]
Учитывая это обстоятельство, а также масштабность задачи, можно заключить, что метод обхода узловых точек п-мерного пространства имеет ограниченное применение для целей оптимального проектирования электрических машин. Его целесообразно использовать, когда число физических размеров машины, подлежащих выбору, относительно невелико ( примерно до четырех), а остальные размеры задаются однозначно, исходя из дополнительных требований, например из требований унификации. Если же поиску подлежат все размеры машины, то в настоящее время задача не может быть решена этим методом. [9]
К недостаткам градиентного процесса поиска относится снижение эффективности при увеличении числа искомых переменных и усложнении функциональных зависимостей между функцией выгоды и лимитерами, с одной стороны, и искомыми переменными, с другой стороны, что как раз имеет место в задачах оптимального проектирования электрических машин. [10]
Проектирование электрической машины сводится к многократному расчету зависимостей между основными показателями, заданных в виде системы формул, эмпирических коэффициентов, графических зависимостей, которые можно рассматривать как уравнения проектирования. Оптимальное проектирование электрических машин может представляться как поиск оптимальных параметров путем решения этой системы уравнений. Сложность алгоритма расчета затрудняет задачу оптимизации. Несмотря на широкое применение вычислительных машин, оптимальные варианты машины иногда выбираются на основании опыта и интуиции проектировщика. [11]
 |
Решение оптимизационной задачи методом линейного программирования. [12] |
Поэтому для оценки возможностей оптимального проектирования электрических машин целесообразно ознакомиться с аппаратом линейного программирования. Решение простейших задач линейного программирования допускает удобную геометрическую интерпретацию. [13]
Однако создание серии электрических машин или отдельной машины, оптимальной по всем показателям, практически невозможно. Так, машины, оптимальные по рабочим и пусковым параметрам, могут оказаться трудоемкими в изготовлении, иметь высокую себестоимость. По этой причине оптимальному проектированию электрических машин должен предшествовать выбор критерия оптимальности. Например, если проектируется электрическая машина ( серия машин) специализированного назначения, то при выборе критерия оптимальности следует учесть особые условия эксплуатации машины и специальные требования к ее рабочим и пусковым параметрам. Так, если машина предназначена для установки на транспортном средстве, то ее критериями оптимальности могут быть минимальные масса и габариты. При этом машина может оказаться трудоемкой в изготовлении и иметь повышенную себестоимость. [14]
Уменьшение числа независимых переменных с помощью увеличения числа этапов решения существенно облегчает решение задачи. Основная сложность изложенной стратегии нахождения максимума заключается в получении оптимальных функциональных зависимостей между физическими переменными. Для большинства сложных задач, к которым относится также задача оптимального проектирования электрических машин, указанные связи не удается получить аналитически в общем виде. Однако имеется возможность построения многоэтапных логических структур и соответствующих вычислительных алгоритмов для поиска максимума функции многих переменных. [15]
Страницы: 1