Еволюційний синтез структур соленоїдних систем із заданим розподілом магнітного поля - Автореферат

В силу ряду переваг значну частину цих джерел складають соленоїдні магнітні системи, що входять до складу таких технічних пристроїв, як, наприклад, коерцитиметри для випробувань зразків у розімкненому магнітному ланцюзі, міри магнітних величин, вихрострумові перетворювачі дефектоскопів, функціональні магнітні давачі лінійних переміщень та ін. Область застосування відомих підходів до проектування соленоїдних магнітних систем (СМС) обмежується у переважній більшості випадків параметричним синтезом, у той час як розвязок задачі вибору структури магнітної системи, яка властива структурному синтезу, здійснюється розробником за допомогою неформальних методів із використанням евристичних прийомів. Зазвичай при синтезі СМС враховуються тільки вимоги до характеристик розподілу поля, що генерується, однак існує практична необхідність додатково враховувати ряд інших вимог до конструктивних та функціональних параметрів магнітних систем, таких як простота конструкції, потужність, що споживається, габаритні розміри, довжина проводу обмотки, розміри робочої зони з регламентованою конфігурацією поля та ін. Обґрунтований вибір структури з точки зору співвідношення “якість - складність” та врахування численних вимог, які витікають з особливостей застосування системи, що проектується, потребує формулювання багатокритеріальної задачі синтезу з метою покращення конструктивних, метрологічних та функціональних характеристик, а також економічних показників СМС і технічних пристроїв, в яких вони використовуються. У наукових працях, опублікованих у співавторстві, автору дисертації належать: у [1] - проведення чисельних експериментів; у [2, 7] - формалізація задачі оптимального структурного синтезу мір магнітної індукції, проведення чисельних експериментів, формулювання основних висновків; у [3, 8] - розробка базового алгоритму оптимального структурного синтезу джерел магнітного поля та програмних засобів, проведення чисельних експериментів синтезу, формулювання основних висновків; у [5, 10] - розробка алгоритму оптимального структурного синтезу соленоїдних магнітних систем із заданим розподілом поля в обємі, проведення чисельних експериментів, формулювання основних висновків; у [6, 9] - розробка алгоритму оптимального структурного синтезу вихрострумових перетворювачів дефектоскопів, проведення чисельних експериментів, формулювання висновківОбґрунтовано перспективність розробки методів оптимального структурного синтезу СМС для пошуку найкращих у певному сенсі структур цих систем з метою реалізації нових технічних можливостей підвищення їхніх експлуатаційних характеристик або повторення досягнутих у цьому сенсі результатів, які супроводжуються істотними спрощеннями конструкції. Зазначено необхідність багатокритеріальної постановки задачі оптимального структурного синтезу СМС з метою врахування ряду вимог до їх конструктивних та технічних характеристик. Відзначено перспективність підходів, у яких інформація, що міститься у формальній моделі ухвалення рішення, використовується тільки для порівняння альтернатив, але не для організації пошуку, а також відсутність необхідності визначення глобально-оптимального рішення в більшості реальних задач, у тому числі і задачах оптимального структурного синтезу СМС. Таким чином, задача оптимального структурного синтезу СМС містить у собі декілька звязаних між собою задач щодо визначення числа джерел поля, їх інтенсивностей, геометричних форм і розмірів, а також задачу розміщення джерел у просторі. 3), а також відповідала численним конструктивним і іншим вимогам: досягнення особливої форми і розмірів робочого обєму; обмеження габаритних розмірів системи; збільшення коефіцієнта використання довжини (КВД), що визначається як відношення довжини робочого обєму до довжини системи , та коефіцієнта використання радіальної зони (КВР), що визначається як відношення розмірів перерізу робочого обєму до розмірів перерізу системи ; зменшення потужності, що споживається, і довжини проводу обмотки й ін.У дисертаційній роботі вирішено актуальну науково-технічну задачу оптимального структурного синтезу СМС із заданою просторовою конфігурацією поля в обємі, що є подальшим розвитком методів синтезу електромагнітних полів у технічних пристроях. Розроблений у роботі метод синтезу є основою проектування широкого спектру технічних пристроїв, до складу яких входять соленоїдні джерела магнітного поля. Основні результати досліджень полягають у наступному: На основі аналізу відомих методів синтезу СМС, змістовна постановка яких орієнтована головним чином на параметричний синтез, обґрунтовано актуальність і необхідність вирішення задачі структурного синтезу, що відноситься до більш високого ієрархічного рівня проектування та є подальшим розвитком методів синтезу пристроїв з магнітним полем заданої конфігурації. В результаті аналізу вимог до СМС, що проектуються, виконано вибір показників, що становлять частинні критерії оптимальності, до яких головним чином відносяться вимоги до якості розподілу магнітного поля, що відтворюєтьс

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ