[发明专利]一种电动客车用多盘轴向磁通永磁同步电机效率优化方法

权利要求书

1.一种电动客车用多盘轴向磁通永磁同步电机效率优化方法，其特征在于：包括以下步骤，

S1：实验测得多盘轴向磁通永磁同步电机的多组转矩、转速与效率的数据，建立各定子输入输出转矩的数学关系：

其中：a₁、a₂为两个定子的转矩分配系数，所述定子转矩分配系数为各个定子对应输出转矩占多盘轴向永磁同步电机总转矩的比例，其中a₁+a₂＝1，a₁，a₂∈[0，1]；η₁，η₂分别为两定子运行效率；ω为电机的机械角速度；

其中，将电机总输出转矩与输入功率分配为各定子输出转矩与输入功率：

T＝T₁+T₂

P_i＝P₁+P₂

式中：T为双定子-单转子轴向磁通永磁同步电机输出总转矩；P_o为电机总输出功率，T₁、T₂分别为两个定子模块对应的输出转矩；P₁、P₂分别为两定子对应输出功率；

并由之得到电机总效率与各定子效率、各定子转矩分配系数的关系，

将电机总效率与各定子转矩分配系数效率函数分别为：

适应度函数为各个定子的转矩分配系数效率函数之和：

A＝f(a₁)+f(a₂)；

S2：通过数据拟合，建立以单个定子的转矩分配系数效率函数、电机转速和电机总转矩的三维模型；

S3：对所述三维模型进行粒子群算法寻优，电机总效率与转矩分配系数效率函数的关系作为适应度函数，进过多次迭代计算，得出使电机总效率最大时的定子转矩分配系数的最优解：

在一个D维参数的搜索空间中，粒子组成的种群规模大小为Size；每个粒子代表解空间的一个候选解，其中第i个粒子在整个解空间的位置表示为X_i，其中1≤i≤Size；速度表示为V_i；第i个粒子从初始到当前迭代次数搜索产生的最优解为个体极值pi，整个种群目前的最优解为BestS；随机产生Size个粒子，随机产生初始种群的位置矩阵和速度矩阵；设定学习因子c1、c2，最大进化代数G，kg表示当前的进化代数；粒子在解空间中的速度及位置的公式如下：

其中，kg＝1,2,...,G,i＝1,2,...,Size,r₁和r₂为0到1的随机数；c₁为局部学习因子，c₂为全局学习因子，w(t)为惯性权重；

w(t)为惯性权重，代表了粒子更新速度的能力，在迭代初期，应取惯性权重较大，提高粒子群算法的全局搜索能力，在所有解空间内，对所有粒子进行寻优，使得算法大范围搜索能力得到提高，迭代后期，惯性权重取值应减小，在小范围内寻优能力加强，提高精确度；因此，设置惯性权重采用指数递减的方式：

同时，为了避免算法过早收敛，对学习因子进行动态调节：

在种群搜索前期，c₁较大c₂较小，便于粒子学习自身的最优解，提高了全局搜索能力；在种群搜索后期，c₂较大c₁较小，便于种群向全局最优解靠拢，增强了局部寻优性能。

2.根据权利要求1所述的电动客车用多盘轴向磁通永磁同步电机效率优化方法，其特征在于：所述适应度函数值最小时，所述电机总效率最大，所述粒子群算法寻得最优解。

3.根据权利要求2所述的电动客车用多盘轴向磁通永磁同步电机效率优化方法，其特征在于：所述多盘轴向磁通永磁同步电机的各个定子模块相同，根据任意转速转矩情况都有对应的各个定子转矩分配系数效率函数，用于确定电机总效率。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的电动客车用多盘轴向磁通永磁同步电机效率优化方法，其特征在于：所述电机总效率包括电机驱动效率和电机制动效率。