بهينه سازي چند هدفي منبع تغذيه پالسي براي تفنگ ريلي

Multi -Objective Optimization of Pulsed Power Supply for a Railgun

به طوركلي در طراحي منابع تغذيه پالسي ولتاژ شارژ بانك‌هاي خازني و زمان سوييچ شدن آنها از جمله پارامترهايي هستند كه نقش اساسي در شكل و دامنه پالس خروجي ايفا مي‌كنند. در اين مقاله روشي جديد جهت طراحي منبع تغذيه پالسي پيشنهاد شده است. در اين روش با استفاده از الگوريتم ژنتيك تحت محيط نرم‌افزار MATLAB مجموعه‌اي از مقادير ولتاژهاي شارژ بانك‌هاي خازني و زمان سوييچ شدن آنها، براي بهينه سازي چند هدفي منبع تغذيه به دست آمده است. در اين ميان مطابق با نيازمندي‌هاي طراح يكي از اين مجموعه مقادير به عنوان بهترين راه حل انتخاب مي‌شود. سرعت خروج پرتابه و راندمان كل سيستم اهدافي هستند كه در بهينه‌سازي در نظر گرفته شده‌اند با اين محدوديت كه شتاب آرميچر به كمتر از 106 متر بر مجذور ثانيه محدود شود. همچنين نتايج بهينه‌سازي با اهداف سرعت پرتابه و راندمان كل سيستم به طور جداگانه بررسي شده‌اند.

A novel two-objective optimization design model for pulsed power supply (PPS) is proposed in this paper. The objectives are the muzzle velocity and the stored-to-kinetic energy efficiency. The design variables include the operating voltage and the trigger delay times between segments. The acceleration of the armature is constrained to lower than 106 m/s2. The optimization results for nuzzle velocity and the efficiency separately show the following: 1) The acceleration constraint has great influence on the performance; 2) wide current pulse yields high velocity but low efficiency; and 3) The operating voltage has to be increased to accelerate a heavier projectile to a certain velocity or at a certain efficiency. Pareto solution fronts for various projectile masses are found using the nondominated sorting genetic algorithm (NSGA-II) under the integration environment of MATLAB software.