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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 발행연도
- 2020
- 저작권
- 서울대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수6
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본 논문에서는 산업용 동기 릴럭턴스 전동기(synchronous reluctance motor: SynRM)을 설계하기 위하여 강화된 선택전략을 활용한 새로운 many objective 최적화(many-objective optimization: MaOO) 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘은 슈퍼 프리미엄 효율을 가지는 15kW급 SynRM을 설계, 제작 및 시험을 통하여 타당성을 검증하였다.
고성능의 SynRM을 설계하기 위해서는 최대한 많은 기기 특성들을 동시에 고려하는 것이 유리하므로, 본 논문에서는 MaOO 기반의 최적화 알고리즘을 설계에 적용하였으며, 기존 MaOO 알고리즘의 제한조건 탐색 능력을 강화하기 위하여, 만족지수(satisfaction index)와 이격거리(separation distance) 개념을 새롭게 도입하였다. 또한, 최적화 과정 중에 목적함수와 제한조건에 대한 점진적 선택전략을 활용하여 최적화 설계 차원 및 공간을 유연하게 변경하도록 하였다. 이렇게 제안된 알고리즘은 대표적인 MaOO 알고리즘과의 성능 비교를 통해 유효성을 확인하였다.
다음으로 제안한 최적화 알고리즘을 활용하여 슈퍼 프리미엄 효율의 SynRM을 설계하였다. 최적설계 과정은 총 2단계에 걸쳐 수행됐으며, 1단계에서는 SynRM의 주요 특성들을 모두 고려하여 최적화를 진행하였고, 이후 점진적 선택전략을 활용하여 목적함수의 개수를 줄이고 제한조건을 추가하여 2단계 최적화를 수행하였다.
마지막으로, 최적화 과정을 통해 도출된 최종설계안은 시제품으로 제작한 후 특성 시험을 진행하였으며, 이전에 제작 완료된 동급의 시제품 모델, 그리고 현재 시판 중인 모델과의 비교를 통해 제안된 최적설계 기법의 타당성을 검증하였다.
고성능의 SynRM을 설계하기 위해서는 최대한 많은 기기 특성들을 동시에 고려하는 것이 유리하므로, 본 논문에서는 MaOO 기반의 최적화 알고리즘을 설계에 적용하였으며, 기존 MaOO 알고리즘의 제한조건 탐색 능력을 강화하기 위하여, 만족지수(satisfaction index)와 이격거리(separation distance) 개념을 새롭게 도입하였다. 또한, 최적화 과정 중에 목적함수와 제한조건에 대한 점진적 선택전략을 활용하여 최적화 설계 차원 및 공간을 유연하게 변경하도록 하였다. 이렇게 제안된 알고리즘은 대표적인 MaOO 알고리즘과의 성능 비교를 통해 유효성을 확인하였다.
다음으로 제안한 최적화 알고리즘을 활용하여 슈퍼 프리미엄 효율의 SynRM을 설계하였다. 최적설계 과정은 총 2단계에 걸쳐 수행됐으며, 1단계에서는 SynRM의 주요 특성들을 모두 고려하여 최적화를 진행하였고, 이후 점진적 선택전략을 활용하여 목적함수의 개수를 줄이고 제한조건을 추가하여 2단계 최적화를 수행하였다.
마지막으로, 최적화 과정을 통해 도출된 최종설계안은 시제품으로 제작한 후 특성 시험을 진행하였으며, 이전에 제작 완료된 동급의 시제품 모델, 그리고 현재 시판 중인 모델과의 비교를 통해 제안된 최적설계 기법의 타당성을 검증하였다.
목차
제 1 장 서 론 11.1 연구 배경 11.2 논문 구성 13제 2 장 SynRM 개요 152.1 SynRM의 작동 원리 152.2 SynRM의 주요 특성 202.3 SynRM의 회전자 구조 및 형상 252.4 설계 파라미터 282.5 유한요소해석을 이용한 전자기 해석 35제 3 장 제한조건이 고려된 many-objective 최적화 알고리즘 383.1 다중 목적함수 최적화 알고리즘 393.1.1 NSGA-II 423.1.2 NSGA-III 473.2 강화된 선택전략을 활용하는 many-objective 최적화 알고리즘 523.2.1 CMaOO-3S 알고리즘의 주요 특징 533.2.2 CMaOO-3S 알고리즘의 구현 583.2.3 시험함수를 이용한 알고리즘의 성능 검증 63제 4 장 슈퍼 프리미엄 효율의 산업용 SynRM 최적설계 674.1 요구 조건 및 설계 사양 684.2 CMaOO-3S 알고리즘을 활용한 SynRM 최적설계 694.3 최종모델에 대한 전동기의 특성 분석 79제 5 장 시제품 SynRM 제작 및 시험 865.1 시제품 SynRM 제작 865.2 시제품 SynRM 시험 89제 6 장 시판제품과 최종 시제품 비교 95제 7 장 결론 및 향후 연구계획 977.1 결론 977.2 향후 연구계획 98참고문헌 99Abstract 110
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