基于二代非支配排序遗传算法的电子变压器多目标优化
2013-09-13杨慧娜
华北电力大学学报(自然科学版) 2013年5期
杨慧娜,刘 钢
(华北电力大学 电气与电子工程学院,北京 102206)
0 引言
开关电源由于小型、轻量、高效的特点,被广泛应用于工业、民用及军事等各个领域的电子设备,成为现代电子系统的重要组成部分。电子变压器是开关电源的重要的磁元件,其体积和重量在整个能量转换和传输系统中占有很大的比例,并且是主要的发热源。因此,电子变压器的优化设计水平是影响开关电源的整体性能的关键因素。体积和效率是设计人员在系统设计中最需要考虑的问题,影响变压器体积和效率的因素有磁芯材料、磁感应强度、频率、导线型号、导线电流密度等。目前,电子变压器的优化设计研究主要集中于小功率变压器,文献[1]~[5]中设计的电子变压器,最高功率均不超过1 kW,都是采用铁氧体作为磁芯材料。由于电子设备的容量要求不断增大,需要对大功率电子变压器的优化设计方法进行研究。
体积小、效率高是对大功率电子变压器优化设计的要求,这是一个多目标优化问题。采用传统的变压器设计方法通常要求设计人员根据经验选择参数,很难达到最优设计。近年来,根据生物“物竞天择,适者生存,优胜劣汰”的基本规律发展起来的遗传算法相对于其他的优化方法有着很强的鲁棒性,在解决多目标优化问题上有着很大的优势。传统的遗传算法缺乏实用性,Srinivas和Deb在1995年提出了非支配排序遗传算法,即NSGA(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm)算法[6],但NSGA算法计算量庞大、缺乏最优保护策略并且对共享参数具有依赖性。……
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