磁懸浮帶式輸送機電磁結(jié)構(gòu)優(yōu)化

編號：SBJS00810

篇名：磁懸浮帶式輸送機電磁結(jié)構(gòu)優(yōu)化

作者：胡坤 蔣浩 季晨光 潘澤

關(guān)鍵詞： 磁懸浮帶式輸送機 電磁結(jié)構(gòu) HALBACH陣列 教與學(xué)優(yōu)化算法 約束優(yōu)化問題

機構(gòu)： 安徽理工大學(xué)深部煤礦采動響應(yīng)與災(zāi)害防控國家重點實驗室 安徽理工大學(xué)機械工程學(xué)院

摘要： 常規(guī)磁懸浮帶式輸送機采用永磁體和電磁鐵組合的電磁結(jié)構(gòu),在磁懸浮支承力需求較高的工況條件下具有易發(fā)熱、電流損耗大等問題。為解決該問題,提出了一種基于Halbach陣列的電磁結(jié)構(gòu)。以電磁結(jié)構(gòu)磁感應(yīng)強度最大為目標函數(shù),以電磁結(jié)構(gòu)尺寸和磁感應(yīng)強度分布范圍為約束條件,建立了電磁結(jié)構(gòu)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。針對教與學(xué)優(yōu)化(TLBO)算法用于求解電磁結(jié)構(gòu)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型時容易陷入局部最優(yōu)的問題,提出了一種改進的TLBO算法,該算法通過篩選引入新種群及改進教學(xué)階段和互學(xué)階段的學(xué)習(xí)方式,增強種群的多樣性和搜索能力。測試結(jié)果表明,改進的TLBO算法的準確性和穩(wěn)定性均優(yōu)于標準TLBO算法。采用改進的TLBO算法對磁懸浮帶式輸送機電磁結(jié)構(gòu)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型進行求解,得到最優(yōu)電磁結(jié)構(gòu)參數(shù):Halbach陣列中單個永磁體高7 mm、寬9 mm,永磁體塊數(shù)為7。實驗結(jié)果表明,相同尺寸條件下,基于Halbach陣列的電磁結(jié)構(gòu)最大磁感應(yīng)強度相對基于永磁體的電磁結(jié)構(gòu)提高了47.69%。