多策略粒子群算法在磁悬浮承重装置中的应用

混合磁悬浮装置的各项参数相互影响,决定着整个装置的性能。在满足承重要求的条件下,有必要对该装置的各项参数进行优化研究。为此,提出一种多策略改进粒子群算法,并将其应用到混合磁悬浮承重装置的参数优化中。首先,对混合磁悬浮装置进行介绍,通过分析永磁和电磁悬浮力,以励磁损耗和资金投入最小,和在允许范围内减载程度最高为目标,建立该装置的优化模型。在算法上,通过分析传统粒子群算法的缺陷,首次提出多开端策略来提高种群的多样性,结合反向学习和参数修正等多种策略对粒子群算法进行改进(多策略改进粒子群算法),以广义Schwefel函数为验证函数,通过与其他粒子群算法的比较证明,改进算法具有更强的优势。最后,运用多策略改进粒子群算法对磁悬浮模型进行优化,将优化结果与原有参数进行比较,分析可知该结果更加符合实际情况,通过仿真验证该结果的合理性,为进一步建立实验模型奠定了理论基础。

高速磁悬浮式织针运动控制规律研究

针对新型针织提花设备工艺,研究磁悬浮式织针在狭小空间内的运动规律,分析电磁-永磁驱动特性,结合悬浮系统结构和驱动性能,建立电磁-永磁驱动模型。阐述悬浮织针的驱动计算模型,包括织针上升、下降成圈过程中运动轨迹的模型分析,以及电磁线圈轴线上的磁场驱动分析。通过设计仿真平台,对成圈阶段的运动轨迹进行仿真,计算织针在变加速条件下,驱动、加速度、速度、功位位移之间的关系,为悬浮式织针精密功位编织提供理论基础及试验模型。

动圈式电磁直线驱动装置多目标优化设计

为进一步提高电动汽车变速系统的结构紧凑性和动圈式电磁直线驱动装置推力特性,采用多目标遗传算法对其Halbach永磁体结构进行了优化设计。以动圈式电磁直线驱动装置的推力和力最大波动率作为优化目标,结合磁路法和有限元方法,提出了凸形、弧形和直梯形磁体不同结构设计方案,通过JMAG三维瞬态有限元对比分析得到外直梯形方案力性能最佳。在此基础上,采用了基于多目标遗传算法(MOGA)的结构参数优化方法,优化结果显示,推力峰值和力最大波动率数值分别为1247.3 N和23.19%,推力峰值符合要求且力最大波动率相比于初始结构降低了19.9%。试验结果表明,该驱动装置力最大波动降低了24.0%,验证了数值计算的准确性和设计优化方法的有效性。

电子释药胶囊智能给药驱动装置的仿真与设计

为了实现胃肠道电子释药胶囊的释药剂量、释药时间的智能控制,设计驱动力智能可调的电磁线圈-双永磁体驱动装置,以实现电子胶囊给药驱动力的准确控制。为建立给药驱动力F、电磁线圈行程d、激磁电流I的数学模型,实现驱动力的可控,设计给药驱动装置的原理样机,搭建给药驱动力测试平台。采用Polynomial理论建立给药驱动力数学模型,对比不同参数的驱动力模型对应的R^2(R-square)、均方根误差,选用I、d的最高次幂分别为1次幂、5次幂构建的数学模型达到最优的拟合精度。根据拟合模型,由激磁电流调节模块实时改变电磁线圈的激磁电流,实现释药剂量、释药时间的可控。由实验验证可知:给药驱动力模型正确可行,为释药驱动力的智能可调提供理论基础。