Параметрический синтез и оптимизация формирующих линий и трехфазных кабелей с помощью генетического алгоритма

• Автор: Потиенко, Антон Анатольевич
• Шифр специальности: 05.09.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 127 с. : ил.

Глава 1. Современные методы решения оптимизационных электротехнических задач

1.1 Специфика задач оптимизации в электротехнике

1.2 Классические и эволюционные методы оптимизации

1.3 Описание работы классического генетического алгоритма

1.4 Модификации генетического алгоритма

1.5 Решение тестовых задач с помощью генетического алгоритма

1.6 Прикладные задачи, рассмотренные в данной работе

1.7 Выводы

Глава 2. Оптимизация схем замещения длинных линий

2.1 Оптимизация схем замещения длинных линий во временной

области
2.2 Результаты оптимизации схем замещения длинных линий во временной области
2.3 Оптимизация схем замещения длинных линий в частотной области
2.4 Результаты оптимизации схем замещения длинных линий в 62 частотной области
2.5 Выводы
Глава 3. Параметрический синтез искусственных формирующих линий
3.1 Оптимизация искусственных формирующих линий
3.2 Результаты оптимизации искусственных формирующих линий
3.3 Оптимизация двойных формирующих линий через длины
участков
3.4 Поэлементный параметрический синтез двойных формирующих линий
3.5 Выводы
Глава 4. Оптимизация ЭМС-свойств симметричного многожильного
трехфазного кабеля
4.1 Постановка задачи оптимизации трехфазного многожильного
кабеля по минимуму внешнего магнитного поля
4.2 Результаты оптимизации трехфазного многожильного кабеля по минимуму внешнего магнитного поля
4.3 Оптимизация трехфазного многожильного кабеля по минимуму активных потерь в жилах
4.4 Оптимизация формы жил трехфазного кабеля по минимуму активных потерь
4.5 Выводы
Заключение
Список литературы

Глава 1. Современные методы решения оптимизационных электротехнических задач
1.1 Специфика задач оптимизации в электротехнике
Оптимизация в электротехнике и особенности оптимизационных электротехнических задач — Многоэкстремальность — Ограничения на переменные оптимизации - Жесткие задачи (плохая дифференцируемость) - Дискретные параметры (недифференцируемость) - Выводы
Задачи оптимизации имеют широкое применение в различных областях современной науки и техники. Это экономика, машиностроение, электротехника и энергетика, металлургия, химическая промышленность, медицина и т.д. В общем случае задачи оптимизации рассматриваются как задачи нахождения глобального минимума функционала — скалярной функции нескольких переменных - параметров оптимизации [1,2]:
^(К1) >т!п.
где/7-минимизируемый функционал, {аДл вектор переменных оптимизации.
Задачи оптимизации, которые также называют обратными задачами [3], в электротехнике условно можно разделить на две обширные группы. Первая группа - задачи параметрического синтеза электрических цепей, когда в цепи известной и постоянной структуры подбираются из условия минимума некоторого функционала параметры элементов схемы [З-б]. Результатом оптимизации являются оптимальные в том или ином смысле характеристики цепи (переходные, частотные и т.д.) [], минимизация потерь, лучшая помехозащищенность и пр. Наиболее часто оптимизация в такой постановке используется при создании схем замещения тех или иных электротехнических и физических объектов [7-9]. Оптимизация схемы замещения позволяет повысить адекватность замены реального объекта математической моделью. Вторая группа оптимизационных задач в электротехнике структурный синтез цепей и электротехнических устройств. Структурный синтез электрических цепей заключается в определении структуры электрической схемы по заданным тем или иным характеристикам, а результатом оптимизации является максимальное приближение характеристик
Табл. 2.2 Оптимальное разбиение линии на участки для Т-образных т-звенных схем замещения
т 1-й 2-й 3-й 4-й 5-й 6-й 7-й 8-й 9-й 10-й
3 0.852 1.296 0.852 - - - - - - -
4 0.830 1.170 1.170 0.870 - - - - - -
5 0.787 1.215 0.996 1.125 0.787 - - - - -
6 0.795 1.246 0.959 0.959 1.246 0.795 - - - -
7 0.814 1.291 0.957 0.876 0.957 1.291 0.814 - - -
8 0.811 1.333 0.974 0.882 0.882 0.974 1.333 0.811 - -
9 0.847 1.367 0.997 0.875 0.828 0.875 0.997 1.367 0.847 -
10 0.896 0.728 1.323 0.726 1.327 1.327 0.726 1.323 0.728 0
Результаты сравнительного анализа этих характеристик сведены в таблице 2.3. Здесь числа в числителе и знаменателе - соответствующие различным экстремумам отличия от 1 переходных характеристик оптимизированной и традиционной схем соответственно. Число справа - относительное уменьшение этих отклонений для оптимизированной схемы (в процентах).
Табл. 2.3 Сравнение переходных характеристик оптимизированных и традиционных п-звенных схем замещения
т 1 -й экстремум 2-й экстремум 3-й экстремум
3 0.246 33.7 0.163 0.151 95.4 0.007 0-127 63.8 0
4 °-251 23.1 0.193 0161 г« 59.6 0.065 0-122 —— 72.1 0
5 °-255 0.198 0166 А,А 61.4 0.064 0-125 96.0 0
6 °-256 215 0.201 0269 60.4 0.067 0-128 97.6 0
7 0-257 0.211 0-170 0.067 606 0-131 0
8 °-260 18.5 0.212 0172 593 0.070 0333 992 0
9 0-260 17.0 0.216 0-172 0.072 0334 96.3 0
10 0-261 24.9 0.196 °'173 61.2 0.067 0.133 98.5 0