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专利号: 2023109753091
申请人: 淮阴工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种轴向磁通永磁无刷直流电机多目标优化方法,其特征在于,包括:(1)确定轴向磁通永磁无刷直流电机的优化目标,以及与优化目标相关的多个优化参数;

(2)采用改进的交叉递进式采样方法,确定最优的优化参数取值范围;

(3)从最优的优化参数取值范围中随机取值,建立多优化参数多水平的数据处理表;

(4)根据数据处理表组织实验,记录各组优化参数及对应的响应变量观测值;

(5)构建响应面回归方程,利用步骤(4)获取的实验数据对响应面回归方程进行拟合求解;

(6)利用拟合求解得到的响应面回归方程,从数据处理表中寻找到使响应变量达到特定目标值的多组参数组合;

(7)利用有限元分析方法对多组参数组合进行仿真验证,在有限元分析方法中引入新型的乌托邦择优方法,确定最优的电机参数;

步骤(1)中,优化目标为气隙磁通密度和空载反电动势;

步骤(1)中,选择与优化目标相关的极弧系数、永磁体厚度和气隙长度这三个参数作为优化参数;

步骤(2)中,所述采用改进的交叉递进式采样方法,确定最优的优化参数取值范围,包括:假设采样结果为m行、n列的矩阵:

求值函数的定义如下:Y值越小,采样结果的均匀性越好;

其中Y是实际目标性能值,Mi是第i个采样点,Mj是第i+1个采样点,m是采样点个数;

步骤(7)中,所述利用有限元分析方法对多组参数组合进行仿真验证,在有限元分析方法中引入新型的乌托邦择优方法,确定最优的电机参数,包括:+ +

Oi表示具体的需要择优的点,K为象牙塔点,n表示需要择优的点的数量,Y为象牙塔点‑ ‑与Oi的欧几里得距离;K反象牙塔点,Y为反象牙塔点与Oi的欧几里得距离,C为最优点。

2.根据权利要求1所述的轴向磁通永磁无刷直流电机多目标优化方法,其特征在于,步骤(2)中,最终确定的电机优化参数取值范围为:

3.根据权利要求1所述的轴向磁通永磁无刷直流电机多目标优化方法,其特征在于,步骤(3)中,数据处理表每个优化参数具有与水平数相等个数的不同数值。

4.根据权利要求1所述的轴向磁通永磁无刷直流电机多目标优化方法,其特征在于,步骤(4)中,每个优化参数的实验进行多次重复,以确保数据的可靠性。

5.根据权利要求2所述的轴向磁通永磁无刷直流电机多目标优化方法,其特征在于,步骤(5)中,所述构建响应面回归方程,利用步骤(4)获取的实验数据对响应面回归方程进行拟合求解,包括:建立多元线性回归方程模型:

Yi=a0+β1x1+β2x2+…+βnxn+ξi其中,a0,β1,β2,…,βn为回归系数,ξi是误差项;n等于优化参数数量;

使用最小二乘法进行参数估计:

∑Y=n·a0+β1∑x1+β2∑x2+...+βn∑xn2

∑x1Y=a0∑x1+β1∑x1+β2∑x1x2+...+βn∑xn2

∑x2Y=a0∑x2+β1∑x1x2+β2∑x2+...+βn∑xn∑x3Y=a0∑x3+β1∑x1x3+β2∑x2x3+...+βn∑xn根据实验数据联立方程组,求解得到a0,β1,β2,…,βn参数值,求解得到的多元线性回归方程即响应面回归方程,该响应面回归方程用于进行参数优化。

6.根据权利要求5所述的轴向磁通永磁无刷直流电机多目标优化方法,其特征在于,步骤(6)中,特定目标值包括额定功率、启动转矩。