[发明专利]一种基于多目标优化的电机参数设计方法

权利要求书

1.一种基于多目标优化的电机参数设计方法，其特征在于，所述方法包括：

S101：构建电机参数预测模型，根据电机参数预测模型构建电机优化目标函数；

S102：根据电机优化目标函数设定随机优化算法的目标函数，采用随机优化算法对待优化参数进行优化；

S103：根据随机优化算法计算得到待优化参数的优化结果，获得满足电机优化目标函数值最小的电机最佳参数；

所述的构建电机参数预测模型，根据电机参数预测模型构建电机优化目标函数的具体步骤如下：

S201：构建电机优化数学模型：

（1）；

其中，是第i个待优化参数，是待优化参数集，是线性多目标函数，是第k个优化目标，是第k个优化目标的权重系数，满足，是第j个约束条件，；是设计参数的数量，是优化目标的数量，是约束条件的数量；

S202：对m个待优化参数，取p组不同的值，每一组均包含m个待优化参数的取值，采用有限元方法计算得到p个优化目标的实际值；

S203：采用二阶回归方法，根据p个优化目标的实际值与p组待优化参数计算回归系数，构建参数模型，如下式所示：

（2）；

其中，公式（2）表示优化目标与m个待优化参数的关系，将p个优化目标的实际值与p组待优化参数代入公式（2）计算得到，是常数项，分别是一次项、二次项和交叉项的回归系数，为观测误差，；

S204：对m个待优化参数另取q组不同的值，每一组均包含m个待优化参数的取值，计算优化目标的预测值和实际值：采用有限元方法计算得到q个优化目标的实际值，用参数模型计算得到q个的值作为q个优化目标的预测值；

S205：根据优化目标的实际值和预测值，采用下式计算预测系数：

（3）；

其中，是预测系数，为优化目标的实际值，为优化目标的预测值，为个优化目标的实际值的均值；

S206：判断是否预测系数系数阈值；根据预测系数和系数阈值的关系，执行以下任一种情况：

a)当预测系数小于系数阈值时，返回步骤S204，待优化参数的取值与之前不同，并将得到的组数据作为计算参数模型的样本，为循环计算的次数；

b)当预测系数大于等于系数阈值时，执行步骤S207；

S207：获取参数预测模型；当预测系数大于等于系数阈值时的参数模型为参数预测模型；

S208：根据参数预测模型和欲达成的优化方向，将优化目标分为两类，根据优化目标的分类构建电机优化目标函数；其中优化目标分为两类，具体为：

a)第一类：优化方向为得到大于等于初始值的优化目标，共个，记为；

b)第二类：优化方向为得到小于初始值的优化目标，共个，记为；

分别为两类优化目标的个数，；

根据优化目标的分类构建如下形式的电机优化目标函数：

（4）；

其中，是电机优化目标函数，和是两类优化目标的初始值。

2.根据权利要求书1所述的一种基于多目标优化的电机参数设计方法，其特征在于，根据电机优化目标函数设定随机优化算法的目标函数，采用随机优化算法对待优化参数进行优化，根据随机优化算法计算得到待优化参数的优化结果，获得满足电机优化目标函数值最小的电机最佳参数的具体步骤如下：

S301：根据待优化参数和范围，设定随机优化算法的变量和变化区间；根据构建的电机优化目标函数，设定随机优化算法的目标函数；

S302：设定种群数量、迭代次数和误差精度，以目标函数值最小为条件进行计算；

S303：根据算法收敛的结果，得到变量的取值，即待优化参数的优化结果，亦即满足电机优化目标函数值最小的电机最佳参数。