基于NSGA-II算法的无线充电系统磁耦合机构多目标优化

来源：电工电能新技术杂志2020年第12期北京时间：

作者：张云， 王丽芳， 郭彦杰， 陶成轩

单位：1. 中国科学院电力电子与电气驱动重点实验室， 中国科学院电工研究所, 北京 100190；
\r\n2. 中国科学院大学, 北京 100049

摘要：针对当前磁耦合机构多目标优化计算量大、计算时间长等问题，本文提出了基于解析表达式和NSGA-II算法的多目标优化方法。首先推导了磁耦合机构电气参数和性能参数的解析表达式。在此基础上，以磁耦合机构的尺寸、匝数、匝间距为变量，以传输功率、器件电气应力、绕线可行性为约束条件，以传输效率和功率密度为优化目标，建立了磁耦合机构多目标优化的数学模型。然后，采用NSGA-II算法对该数学模型进行求解，得到了一组Pareto最优解集，通过分析各个目标函数的权重，在最优解集中选择一组参数用于设计参考。该设计方法不需要反复的有限元仿真计算，大大减少了计算时间，优化结果证明了该方法的有效性。

关键词：无线充电, 磁耦合机构, 多目标优化, NSGA-II算法, Pareto最优

基金资助：国家自然科学基金项目（51807188）、 中科院先导专项（XDA22010403）