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複巻モーターの設計の最適化
この例では、目的の曲線に一致するように複巻モーターのトルク-回転数曲線を最適化する設計パラメーターを求める方法を説明します。
この例では、最適化アルゴリズム fminsearch を使用します。Optimization Toolbox (TM) に用意されている他の最適化ツールを使用したり、独自の最適化ツールを開発したりすることもできます。
モデルの概要
複巻モーターには DC 電源電圧があり、シャフトの運動はランプ角速度をもちます。理想的なセンサーはトルクと電流を測定して、トルク-回転数、パワー-回転数、および効率-回転数の各曲線を計算します。
パラメーターの変更
データ スクリプトを開いて、最適化中に不変のパラメーター (電源電圧、回転子の減衰など) を変更します。定格回転数、定格トルク、および定格回転数におけるトルク-回転数の勾配を変更して、目的関数で使用する目的のトルク-回転数曲線を選択することもできます。
最適化
用意された目的関数の最小値 (初期推定 x0 で与えられる) を求めるために、この例では最適化関数 fminsearch を使用します。使用する目的関数は、実際の回転数曲線と目的の回転数曲線の最大差です。最適化するパラメーターは、並列界磁巻線抵抗、総逆起電力定数、および並列界磁巻線の逆起電力と総逆起電力の比です。
Iteration Func-count f(x) Procedure 0 1 0.0390633 1 4 0.0326723 initial simplex 2 6 0.0268739 expand 3 7 0.0268739 reflect 4 9 0.0268739 contract inside 5 10 0.0268739 reflect 6 12 0.0268739 contract inside 7 14 0.0268739 contract outside 8 15 0.0268739 reflect 9 16 0.0268739 reflect 10 17 0.0268739 reflect Exiting: Maximum number of iterations has been exceeded - increase MaxIter option. Current function value: 0.026874 ***************************** Optimal minimized cost: 0.026874 N*m ***************************** Motor parameters that produce the minimum distance to the desired torque-speed curve: Optimal parallel field winding resistance = 225 Ohm Optimal total back EMF = 1.365 H Optimal ratio of parallel field winding back EMF divided by total back EMF = 0.42 *****************************
シミュレーション結果
延長したシャフト回転数の範囲で、トルク-回転数、パワー-回転数および効率-回転数の各曲線をプロットします。
リアルタイム シミュレーションの結果
この例は、Intel® 3.5 GHz i7 マルチコア CPU を搭載した Speedgoat Performance リアルタイム ターゲット マシンでテストされました。このモデルは、50 マイクロ秒のステップ サイズでリアル タイム実行できます。