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문제 정의
- 본 논문에서는 RSM을 적용하여 가동자 중량 저감을 위한 LDM의 자기회로를 설계하였으며 RSM과 유한요소법을 이용하여 춰적설계 방안을 제시하였다. 설계된 모델은 평균발생 추력은 1(%) 증가하였고 가동자 중량 10(%) 감소하였다.
- 본 논문에서는 설계 및 제작된 철심형 선형직류전동기(이하 LDM)를 대상으로 코일이 권선된 가동자의 가동자중량을 저감하기 위한 자기회로 최적 설계에 대하여 다루었다. 이러한 최적설계기법 중의 하나인 반응표면방법론(이하 RSM)은 일반적인 최적설계기법들과는 달리 설계변수와 응답(출력)에 대한 관측 자료로부터 해석적인 근사 모형을 만들며, 근사화된 모형을 통하여 제약조건을 가지는 실질적인 목적함수를 쉽게 만들 수 있을 뿐만 아니라 계산시간도 많이 단축할 수 있으며, 설계 공간내의 전반적인 현상을 예측 가능하도록 한다〔1, 3〕.
- 본 연구에서는 LDM의 가동자 중량을 저감하기 위하여 목적함수로서 설계변수와 가동자 증량과에 관계를 2차 다항식으로 근사한 fmass로 정의하고, 제약조건으로서 평균 발생 추력에 대한 근사함수 fmean를 이용하여, 추력의 평균값이 제작된 초기모델의 평균 발생 추력의 해석치 6,437 (N) 이상이 되도록 다음과 같이 정의하였다. 또한, 제약 조건을 가진 최적화 문제의 해를 구하기 위해서 순차 이 차계획 법 (SQP)을 사용하였다.
가설 설정
- 여기서는 ε을 통계적인 오차로 다루고, 일반적으로 평균이 0이고 분산 σ을 가지는 정규분포로 가정한다. 따라서 근사함수로부터 n개의 샘플 자료에서 추정한 출력값 ?는 행렬의 형태로서 식(8)과 같이 정리된다.
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