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具有不同灵敏度指标的螺线管稳健设计优化的性能分析。 (英语) Zbl 07697430号

摘要:优化是电机和设备设计的重要组成部分。从设计过程一开始就考虑不确定性和公差,可以使设计更加稳健,并显著减少制造过程中的废物数量。然而,这些稳健设计优化问题的计算需求惊人地高。本文研究了计算需求和结果的稳健性如何依赖于应用的灵敏度度量。多目标TEAM 35基准问题被用作比较的基础。此优化任务旨在在预定义的线圈区域中创建均匀磁场,该磁场对线圈匝数的定位误差不敏感。该问题的原始定义使用了一个简单的最坏情况敏感度度量,该度量是根据给定公差范围内优化转向参数的极值计算得出的。该敏感度指标已被基于Plackett-Burman、Box-Behnken和Central Composite Design的指标所取代。从这个简单的几何结构中可以看出,产生的灵敏度之间存在显著差异。然而,Plackett-Burman和Central Composite Design提供了对所检查布局敏感性的更准确和一致的估计,与最坏情况指标相比,计算需求更高但仍然合理。

MSC公司:

65新元 偏微分方程边值问题的数值方法
65立方厘米 概率方法,随机微分方程
65-XX岁 数值分析
49倍X 变分法与最优控制;优化
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参考文献:

[1] 学会,C.,《测试电磁分析方法》(2022),查阅日期:“2022-09-28”http://www.compumag.org/jsite/team.html
[2] Bertani,R。;塞雷塔,F。;Di Barba,P。;Dughiero,F。;福赞,M。;米其林,R.A。;斯加尔博萨,P。;Sieni,E。;Spizzo,F.,纳米流体加热特性的最佳电感设计,工程计算。,32, 7, 1870-1892 (2015)
[3] Wolpert博士。;Macready,W.G.,《无免费午餐定理搜索技术报告》SFI-TR-95-02-010(1995),圣达菲研究所
[4] 罗,W。;林,X。;李,C。;Yang,S。;Shi,Y.,CEC 2022动态环境中寻求多个最优值竞争的基准函数(2022),arXiv预印本arXiv:2201.00523
[5] Orosz,T。;拉斯·勒金,A。;卡拉斯特,A。;阿尔塞尼奥,P。;Pánek,D。;Kaska,J。;Karban,P.,《电机稳健设计优化和新兴技术:挑战和开放问题》,应用。科学。,10, 19, 6653 (2020)
[6] Schonwetter,G。;马盖勒,C。;Preis,K。;保罗,C。;伦哈特,W。;Richter,K.R.,SMES螺线管杂散场优化,IEEE Trans。马格纳。,31, 3, 1940-1943 (1995)
[7] Lebensztajn,L。;库伦,J.-L.,团队研讨会问题25:多目标分析,IEEE Trans。马格纳。,40, 2, 1402-1405 (2004)
[8] Di Barba,P。;Forzan,M。;Sieni,E.,《功率感应器的多目标设计:反向感应加热的基准问题》,COMPEL(2014)
[9] Di Barba,P。;Mognaschi,M.E。;Dughiero,F。;Forzan,M。;Sieni,E.,《mfh电磁阀的多目标优化:方法比较》,(IECON 2018-44 IEEE工业电子学会年会(2018),IEEE),3336-3340
[10] Di Barba,P。;Mognaschi,M.E。;Lowther,D.A。;Sykulski,J.K.,磁学中多目标优化的TEAM问题的改进解决方案,IET Sci。,测量。技术。,14, 8, 964-968 (2020)
[11] 肖,S。;刘,G。;张凯。;Jing,Y。;Duan,J。;Di Barba,P。;Sykulski,J.,利用克里金和利普希茨优化预期改进的电磁设备多目标帕累托优化,IEEE Trans。马格纳。,54,3,1-4(2018)
[12] Di Barba,P。;Dughiero,F。;Forzan,M。;Lowther,D.A。;Mognaschi,M.E。;Sieni,E。;Sykulski,J.K.,《磁学中多目标帕累托优化的基准TEAM问题:时间谐波状态》,IEEE Trans。马格纳。,56, 1, 1-4 (2019)
[13] 加多,K。;Orosz,T.,螺线管的稳健多目标Pareto设计,电子,10,17,2139(2021)
[14] 卡班,P。;Pánek,D。;Orosz,T。;Doleíel,I.,《多目标团队基准问题的半分析解决方案》(2020),arXiv预印本arXiv:2008.06954
[15] Jurecka,F.,基于元建模技术的稳健设计优化(2007),慕尼黑理工大学(博士论文)
[16] 瓦纳贾,K。;Shobha Rani,R.,实验设计:Plackett-Burman设计的概念和应用,临床。Res.Regul公司。事务。,24, 1, 1-23 (2007)
[17] 刘,H。;金,X。;比安奇,N。;Bramerdorfer,G。;胡,P。;张,C。;Yang,Y.,考虑到制造不确定性,降低永磁电机齿槽转矩的永磁装配方法,能源,15,6,2154(2022)
[18] 卡班,P。;Pánek,D。;Orosz,T。;彼得亚舍娃,I。;Doleíel,I.,基于有限元的Agros和Ārtap稳健设计优化,计算。数学。申请。,81, 618-633 (2021) ·Zbl 1524.90291号
[19] Di Barba,P。;莫格纳斯基,M。;Lowther,D。;Sykulski,J.,螺线管(2022)的多目标帕累托优化,查阅日期:“2022-09-28”https://www.compumag.org/wp/wp-content/uploads/2021/07/problem-35.pdf
[20] Di Barba,P。;Mognaschi,M.E。;Lowther,医学博士。;Sykulski,J.K.,电磁设备多目标Pareto优化的基准TEAM问题,IEEE Trans。马格纳。,54, 3, 1-4 (2017)
[21] 巴斯托斯,J.P.A。;Sadowski,N.,《有限元法电磁建模》(2003),CRC出版社
[22] 库兹曼,M。;Iványi,A.,《磁性有限元法》(2008),学术出版社:布达佩斯学术出版社
[23] Kuczmann,M.,《有限元方法概述》,《Jaurinensis技术学报》,第8、4页,第347-383页(2015年),网址https://acta.sze.hu/index.php/acta/article/view/393
[24] 南卡罗来纳州费雷拉。;布鲁斯,R。;费雷拉,H.S。;马托斯,G.D。;大卫·J。;布兰登,G。;达席尔瓦,E.P。;葡萄牙,L。;Dos Reis,P。;Souza,A.,Box-Behnken设计:分析方法优化的替代方案,Ana。蜂鸣器。《学报》,597,2,179-186(2007)
[25] Mavromatidis,L.E。;Marsault,X。;Lequay,H.,《在早期设计阶段估算日光系数以减少建筑物因人工照明而产生的能耗:基于Doehlert和Box-Behnken设计的数值方法》,《能源》,65,488-502(2014)
[26] Bramerdorfer,G.,无刷永磁同步电机齿槽转矩的计算有效公差分析,IEEE Trans。Ind.申请。,53, 4, 3387-3393 (2017)
[27] Gillon,F。;Brochet,P.,用于电磁器件数值优化的筛选和响应面方法,IEEE Trans。马格纳。,36, 4, 1163-1167 (2000)
[28] Orosz,T。;加多,K。;卡托纳,M。;Rassõlkin,A.,使用数字双蒸馏器对具有封装FEM模型的永磁电机进行自动公差分析,Processes,9,11(2021),URLhttps://www.mdpi.com/2227-9717/9/21/2077
[29] 帕克,E.-J。;Kim,S.-J。;Kim,Y.-J.,采用中心复合设计的新型磁极片凸极磁齿轮的优化设计,国际应用杂志。电动发电机。机械。,54, 2, 281-288 (2017)
[30] 奥克滕,G。;Göncü,A.,从正态分布生成低差异序列:Box-Muller还是逆变换?,数学。计算。建模,53,5-6,1268-1281(2011)·Zbl 1217.65004号
[31] Atanassov,E。;Ivanovska,S.,《关于高维模拟中使用sobol序列》(国际计算科学会议(2022年),施普林格),646-652
[32] Bramerdorfer,G。;Tapia,J.A。;Pyrhönen,J.J。;《现代电机设计优化:技术、趋势和最佳实践》,IEEE Trans。Ind.Electron公司。,65, 10, 7672-7684 (2018)
[33] Yang,Y。;比安奇,N。;Bacco,G。;张,S。;Zhang,C.,减少永磁电机鲁棒优化计算负担的方法,IEEE Trans。能量转换。,35, 4, 2116-2128 (2020)
[34] 科赫,P.N。;杨瑞杰。;Gu,L.,通过稳健优化进行六西格玛设计,结构。多磁盘。最佳。,26, 3, 235-248 (2004)
[35] Pánek,D。;Orosz,T。;Karban,P.,Artap:工程应用的稳健设计优化框架,(2019年第三届数据科学智能计算国际会议(ICDS)(2019),IEEE),1-6
[36] Deb,K。;阿格拉瓦尔,S。;普拉塔普,A。;Meyarivan,T.,用于多目标优化的快速精英非支配排序遗传算法:NSGA-II,(自然并行问题解决国际会议(2000),Springer),849-858
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