電磁裝置優(yōu)化設(shè)計(jì)的應(yīng)用研究.pdf

1、電磁裝置優(yōu)化設(shè)計(jì)問題一直以來都是計(jì)算電磁學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，特別是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的發(fā)展和數(shù)值分析技術(shù)的成熟給電磁裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)提出了更高的要求。電磁裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)是根據(jù)要達(dá)到的電磁特性或系統(tǒng)特性求解裝置的結(jié)構(gòu)、介質(zhì)和源參數(shù)等，它是以電磁計(jì)算作為基礎(chǔ)，并且有優(yōu)化設(shè)計(jì)的相關(guān)特點(diǎn)，如約束條件的限制、解的不確定性和采用優(yōu)化計(jì)算等，因此給求解帶來了很多困難。本文主要探索了電磁裝置優(yōu)化設(shè)計(jì)問題的一般解決方案，并且以實(shí)例驗(yàn)證方案的可行性。
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2、磁裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)目標(biāo)往往涉及裝置的靜態(tài)特性與動(dòng)態(tài)特性兩個(gè)方面（這里的動(dòng)態(tài)特性特指裝置的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的特性，而不是電磁參數(shù)的動(dòng)態(tài)特性）。針對(duì)靜態(tài)特性的優(yōu)化，本文主要探討了無鐵心電磁驅(qū)動(dòng)器和螺線管的兩個(gè)問題；針對(duì)動(dòng)態(tài)特性的優(yōu)化，本文探討的是電動(dòng)斥力機(jī)構(gòu)的優(yōu)化問題。無鐵心電磁驅(qū)動(dòng)器和螺線管沒有機(jī)械的運(yùn)動(dòng)，優(yōu)化設(shè)計(jì)的目標(biāo)只是電磁特性的滿足，并且因?yàn)樵谇蠼膺^程中不需要耦合運(yùn)動(dòng)，從而大大簡(jiǎn)化了計(jì)算，因此這兩個(gè)優(yōu)化問題非常適合用作優(yōu)化的理論與方法的研究。

3、電磁裝置動(dòng)態(tài)特性的設(shè)計(jì)目標(biāo)往往不光是電磁特性的滿足，而且需要運(yùn)動(dòng)特性的滿足，所以求解過程復(fù)雜，電動(dòng)斥力機(jī)構(gòu)作為目前很熱的一個(gè)實(shí)際工程問題，很適合用來探索工程上實(shí)用的優(yōu)化方法與思路。
　　 從優(yōu)化的目標(biāo)看，可以將優(yōu)化問題分為單目標(biāo)優(yōu)化和多目標(biāo)優(yōu)化，如無鐵心電磁驅(qū)動(dòng)器問題為單目標(biāo)優(yōu)化，螺線管優(yōu)化問題為多目標(biāo)優(yōu)化。從優(yōu)化的方法看，本文采用了直接優(yōu)化和間接優(yōu)化兩種方法，直接優(yōu)化方法引入了一種普適的優(yōu)化算法——模式搜索算法，間接優(yōu)化方法引