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基于粒子群优化算法主动悬架作动器多目标优化设计-中南大学学报
第 48 卷第 4 期 中南大学学报( 自然科学版) Vol.48 No.4
2017 年 4 月 Journal of Central South University (Science and Technology) April 2017
DOI: 10.11817/j.issn.1672−7207.2017.04.016
基于粒子群优化算法主动悬架作动器多目标优化设计
彭冲，郑玲，李以农
(重庆大学 机械传动国家重点实验室，重庆，400044)
摘要：为了使电动轮主动悬架系统的电磁直线作动器具有高推力密度、低铜耗和低推力波动特性，提出基于粒子
群算法的圆筒形 Halbach 永磁直线同步电机作动器多目标优化设计方法，推导 Halbach 直线作动器径向气隙磁场
密度、空载感应电动势、电磁力解析式，并采用有限元法对其进行了验证。基于 Halbach 磁体结构的气隙磁场进
行参数化分析，获得磁体参数优化范围，以永磁体、气隙与槽深尺寸为优化变量，以推力体积比系数、铜耗系数
为优化目标，采用基于自适应罚函数的多目标随机粒子群优化算法对作动器结构参数进行优化，并利用模糊集合
理论对 Pareto 最优解进行选优。研究结果表明：优化后作动器结构紧凑，且作动器铜耗及波动明显降低，验证了
作动器设计的正确性与多目标优化的有效性。
关键词：电磁作动器；气隙磁场；多目标优化；随机粒子群算法
中图分类号：TM359.4 文献标志码：A 文章编号：1672−7207(2017)04−0968−09
Optimum design of active suspension actuator using
multi-objective stochastic particle swarm optimization
PENG Chong, ZHENG Ling, LI Yinong
(State Key Laboratory of Mechanical Transmission, Chongqing University, Chongqing 400044, China)
Abstract: To achieve high thrust density, low ripple and low copper loss of electromagnetic linear actuator in active
suspension system of the electric wheel, a multi-objective optimization design method of tubular Halbach permanent
magnet linear synchronous motor using stochastic particle swarm optimization was presented. The analytical formulas of
gap magnetic field, induced voltage and electromagnetic force were deduced, and the validity of formulae was verified by
FEM. The optimum range of Halbach permanent magnet parameter was obtained through the parametric analysis of gap
magnetic field. Setting permanent magnet, g
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