Bi系高溫超導(dǎo)磁體的電磁設(shè)計研究.pdf

1、整個磁體設(shè)計包括滿足特定磁場分布的磁體電磁結(jié)構(gòu)設(shè)計，磁體的穩(wěn)定性、磁體失超保護、磁體支撐及機械設(shè)計和磁體工藝等方面。本論文主要進行Bi系高溫超導(dǎo)磁體的電磁設(shè)計及相關(guān)優(yōu)化程序包的編制，同時對高溫超導(dǎo)磁體進行研制及測試分析。如何確定超導(dǎo)磁體參數(shù)使其在滿足規(guī)格及性能要求的情況下盡量減小體積，提高超導(dǎo)材料的利用率，降低制造成本和運行成本是一個復(fù)雜的電磁優(yōu)化問題。本論文在大量文獻調(diào)研的基礎(chǔ)上，對在高溫超導(dǎo)磁體優(yōu)化設(shè)計中所采用的優(yōu)化方法做了比較，發(fā)

2、現(xiàn)單獨靠某一種算法去優(yōu)化高溫超導(dǎo)磁體都會存在著各自的缺陷。因此，本文發(fā)展了由遺傳算法(GA)、序列二次規(guī)劃算法(SQP)和模擬退火算法(SA)有機結(jié)合而形成的優(yōu)勢互補的混合算法來進行高溫超導(dǎo)磁體的電磁結(jié)構(gòu)優(yōu)化。為提高混合算法中所涉及的遺傳算法的尋優(yōu)性能，并結(jié)合高溫超導(dǎo)磁體優(yōu)化過程中的實際問題，本文對遺傳算法做了很多改進。通過測試函數(shù)及高溫超導(dǎo)磁體優(yōu)化的結(jié)果，證明了該混合算法具有很好的尋優(yōu)性能和收斂速度。結(jié)合優(yōu)化算法和高溫超導(dǎo)帶材的電磁特

3、性，考慮到高溫超導(dǎo)磁體設(shè)計中所涉及的相關(guān)問題，諸如高溫超導(dǎo)磁體臨界電流的確定、磁體的儲能、磁體的安全因子、磁體磁場的計算、磁場均勻度等等編寫了完整的高溫超導(dǎo)磁體電磁結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計程序包。采用此程序包，對多種規(guī)格要求的高溫超導(dǎo)磁體進行了優(yōu)化設(shè)計。通過對高溫超導(dǎo)磁體優(yōu)化前后結(jié)果的對比，可以看出優(yōu)化算法在磁體設(shè)計中所起的極其重要的作用。 另外，將連續(xù)分離思想與遺傳算法、序列二次規(guī)劃算法相結(jié)合，提出了一種用于高溫超導(dǎo)磁體優(yōu)化設(shè)計的新型方法