[发明专利]一种基于多目标优化的电机参数设计方法

说明书

本发明提供一种基于多目标优化的电机参数设计方法，所述方法包括：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；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，获得满足目标函数值最小的电机最佳参数。该方法能够克服现有优化方法计算耗时长且效率低的缺点，优化过程中采用有限元方法，得到优化目标和优化参数的关系，在建立参数预测模型的基础上，采用随机优化算法进行计算，确保结果的准确性；本发明提高了预测的可靠性，大大缩短计算时长，兼顾精度与效率。本发明主要用于电机技术领域。

技术领域

本发明属于电机优化方法领域，尤其涉及一种基于多目标优化的电机参数设计方法。

背景技术

电机被广泛应用于工业生活的各个领域。发电机产生巨大的电能，电动机在生产制造、交通运输领域发挥着极其重要的作用。电机直接影响着生产生活，设计出高性能电机具有十分重要的意义。

由于电机结构复杂，各个参数之间互相影响，传统的设计方法基于设计人员的经验，无法精确地设计出性能最佳的电机参数。现有的优化方法多以构建优化目标的数学模型并通过算法进行优化为主，优化的参数数量有限，没有经过仿真验证，可靠性不足，且无法获得优化目标和优化参数之间的关系，导致计算耗时长且效率低，无法满足电机多目标优化的需求。

中国专利文献“201410836987.0”通过建立电机优化数学模型，采用遗传算法进行异步电机多目标优化设计，缩短了电机的设计周期。中国专利文献“201910650018.9”通过田口方法进行实验设计，探究电机参数对电机输出电压的影响，得到最优设计方案。但是以上方法不能兼顾多目标优化和仿真计算的进度与速度，也不能得到优化目标与优化参数之间的关系。

考虑以上问题，提出一种基于多目标优化的电机参数设计方法。

发明内容

本发明是为了解决现有的电机优化方法存在的技术问题，提供一种基于多目标优化的电机参数设计方法，克服现有优化方法计算耗时长且效率低的缺点，解决电机多目标优化问题，提高优化的速度和精度，促进电机的高效优化设计。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

本发明提供了一种基于多目标优化的电机参数设计方法，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。

进一步，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，；