Разработка системы многоуровневой оптимизации для водопогружного гидрогенератора, применяемого в качестве возобновляемого источника электроэнергии малых рек

Abstract

В статье показана разработка системы автоматизированного проектирования вентильных водопогружных гидрогенераторов малой и средней мощности, использующих альтернативную энергию малых рек. Проектная система ориентирована на сквозную безбумажную технологию. Система построена из двух этапов проектирования. Первый этап – это синтез оптимальной геометрии электрической машины. На этом этапе решается задача определения всех основных размеров, которые обеспечат генератору параметры, удовлетворяющие требованию технического задания и обеспечивающие наилучшие удельные энергетические показатели. Первый этап проектирования включает в себя методы нелинейного программирования с большим количеством итерационных циклов. По этой причине математическая модель для системы синтеза построена на основе упрощенных методик. На втором этапе проектирования полученные результаты по выбору оптимальной геометрии подвергаются тщательному анализу. Система анализа построена на основе точных программных комплексов, например, таких как Ansys. В данной статье подробно описан этап синтеза. При выборе концепции оптимального проектирования за основу взят метод однокритериальной оптимизации. Это объясняется тем, что методы многокритериальной оптимизации еще не достигли должного уровня развития. Метод перебора переменных в предлагаемой системе включает в себя сочетание метода Фибоначчи и метода покоординатного спуска.