博弈论论文提纲

论文题目：基于博弈论的电动汽车轮毂电机热源损耗优化研究

摘要：电动汽车的快速发展,为社会的可持续发展做出了巨大贡献。近年来,轮毂电机驱动系统在电动汽车领域进步非常显著。但是,由于轮毂电机的结构因素,导致其在运行过程中由损耗转换所产生的热量不容易散发到外界,使电机内的温度上升过快,影响电机的性能和寿命。因此对电机结构进行优化,减少其在运行过程中的热源损耗意义重大。首先,针对永磁同步电机铁心损耗、绕组铜耗、永磁体涡流损耗和摩擦损耗等热源损耗的计算方法进行了理论推导;利用仿真软件Motor-CAD计算出电机在不同工况下的热源损耗;结合理论推导和软件仿真研究了电机结构参数对其热源损耗的影响。其次,建立了永磁同步电机的等效热网络分析模型,推导了电机各节点热阻和电机温度场的计算方法;提出了考虑温度因素的热源损耗及温度场的迭代计算方法,在此基础上建立了改进等效热网络耦合分析模型;采用MATLAB编写程序对电机节点热阻和温度进行了求解;利用Motor-CAD建立电机仿真模型对热网络模型进行了实验验证。接着,对博弈论的基本理论、在多目标优化问题中的应用方法进行了介绍;提出了基于改进粒子群算法、博弈力矩和空间距离的博弈策略集划分方法;分析了采用Nash均衡博弈模型来解决轮毂电机热源损耗优化设计问题的可能性;提出了一种基于Nash均衡博弈模型的多目标问题优化设计方法。最后,采用所提出的基于博弈论的多目标问题优化方法,以轮毂电机的热源损耗和效率为优化目标,定子槽型的尺寸参数为设计变量,选取实例对电机进行了优化设计;通过对比由电机仿真模型所得到的优化前后的轮毂电机效率图、定子槽温度分布图和温度场分布图,验证了优化后电机的损耗和温度场的计算值与仿真结果相吻合。通过对采用基于博弈论的轮毂电机热源损耗多目标优化问题进行研究表明:运用结合理论推导和实验验证的方法分析电机结构参数对热源损耗的影响所得到的结果更加准确;运用改进等效热网络耦合分析方法所建立的计算模型所得到的结果更加符合实际情况;运用基于博弈论的多目标问题优化方法既能够充分考虑各个博弈方之间的关系又可以综合得到最优的目标解,具有一定的应用价值。

关键词：博弈论;磁热耦合分析;等效热网络模型;轮毂电机;热源损耗

学科专业：电气工程（专业学位）

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 论文的研究背景和选题意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 选题意义

1.2 国内外电动汽车轮毂电机热源损耗问题研究现状

1.2.1 电机铁心损耗相关研究

1.2.2 电机绕组铜耗相关研究

1.2.3 电机永磁体涡流损耗相关研究

1.3 国内外电机采用系统温升计算方法的研究现状

1.3.1 简化公式法

1.3.2 等效热路法

1.3.3 等效热网络法

1.3.4 有限元法

1.4 国内外基于博弈论的多目标优化问题研究现状

1.4.1 博弈论在工程问题中的应用现状研究

1.4.2 基于博弈论的多目标优化问题算法研究

1.5 论文的研究框架与主要内容

2 电动汽车轮毂电机热源损耗影响因素分析

2.1 电机热源损耗的分析

2.1.1 铁心损耗

2.1.2 绕组铜耗

2.1.3 永磁体涡流损耗

2.1.4 摩擦损耗

2.2 电机结构参数对铁心损耗的影响分析

2.2.1 定子齿宽对铁心损耗的影响

2.2.2 定子轭高对铁心损耗的影响

2.3 电机结构参数对绕组铜耗的影响分析

2.3.1 绕组导体直径对绕组铜耗的影响

2.3.2 并绕根数对绕组铜耗的影响

2.3.3 槽口尺寸对绕组铜耗的影响

2.4 电机结构参数对Halbach永磁体涡流损耗的影响分析

2.4.1 径向充磁占比对永磁体涡流损耗的影响

2.4.2 永磁体厚度对永磁体涡流损耗的影响

2.4.3 永磁体宽度对永磁体涡流损耗的影响

2.5 本章小结

3 电动汽车轮毂电机温度场分析

3.1 电机温度场分析理论基础

3.1.1 热量传递的基本形式

3.1.2 热传导的微分方程

3.2 基于等效热网络法的热源损耗及温度场分析

3.2.1 电机等效热网络法分析模型的建立

3.2.2 电机结构的简化及假设条件的确定

3.2.3 电机热源损耗的选取及热阻的等效

3.2.4 轮毂电机温度节点的计算

3.3 轮毂电机电磁场与温度场的耦合仿真分析

3.3.1 改进后等效热网络分析模型的建立

3.3.2 电磁场和温度场耦合仿真分析

3.4 本章小结

4 基于博弈论的多目标优化理论及方法

4.1 多目标优化问题的博弈分析方法

4.1.1 博弈理论的基本原理与数学描述

4.1.2 多目标优化问题的博弈方法描述

4.2 博弈策略集的划分

4.2.1 基于遗传粒子群算法的初始策略集划分

4.2.2 各博弈方之间影响因子的分析

4.2.3 基于空间距离和博弈力矩的策略集划分

4.3 基于Nash均衡理论的博弈流程设计

4.3.1 Nash均衡理论的概述

4.3.2 分析方法与博弈流程

4.4 轮毂电机多目标优化问题与博弈分析方法之间的关系

4.5 本章小结

5 电动汽车轮毂电机热源损耗优化问题的求解与分析

5.1 轮毂电机优化数学模型的建立

5.1.1 目标函数的建立

5.1.2 优化变量的选取

5.1.3 约束条件的建立

5.2 基于博弈论的轮毂电机热源损耗优化实例分析

5.2.1 初始策略集的计算

5.2.2 博弈策略集的划分

5.2.3 博弈策略组合的确定

5.3 优化结果及对比分析

5.4 本章小结

结论

致谢

参考文献