[发明专利]一种基于高斯过程回归的永磁球形电机电磁转矩建模方法

摘要

本发明公开了一种基于高斯过程回归的永磁球形电机电磁转矩建模方法，包括以下步骤：步骤一，根据永磁球形电机机械结构在电磁分析软件中建立球形电机模型；步骤二，在函数空间下定义一个高斯过程；步骤三，根据电机转子永磁体分布规律，对实验数据进行分析，确定核函数为自相关确定二维高斯核函数；步骤四，采用极大似然估计法，获得高斯过程回归的最优超参数，确定永磁球形电机线圈1的电磁转矩模型f1*；步骤五，重复步骤一到步骤四，确定其他线圈的电磁转矩模型，最终确定永磁球形电机电磁转矩模型。本发明降低了建模的难度，减少了获取数据的时间成本，对不同结构的球形电机有通用性。

主权项

1.一种基于高斯过程回归的永磁球形电机电磁转矩建模方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，根据永磁球形电机机械结构在电磁分析软件中建立球形电机模型，通过随机实验获得转子转动不同角度时，线圈1通电产生的电磁转矩大小作为实验数据，定义转子转动的角度矢量为模型输入，线圈1通电产生的电磁转矩矢量为模型输出，并将所述实验数据分为训练集D＝{(x_i，u_i)|i＝1，…，n}和测试集其中，x_i和分别为训练集和测试集中转子转动的角度矢量，u_i和分别为训练集和测试集中线圈1通电产生的电磁转矩；步骤二，在函数空间下，定义一个高斯过程，并利用高斯分布的条件分布性质得到描述线圈1的电磁转矩模型的f_1*，描述如下：其中，X是训练集中所有x_i构成的向量，u是训练集中所有u_i构成的向量，X^*是测试集中所有构成的向量，和分别为f_1*的均值和方差；步骤三，根据电机转子永磁体分布规律，并对实验数据进行分析，确定所述基于高斯过程回归建模方法中适用的核函数为自相关确定二维高斯核函数；步骤四，采用极大似然估计法，利用训练样本负对数边缘似然函数的极大值自适应学习获得高斯过程回归的最优超参数，确定永磁球形电机线圈1的电磁转矩模型f_1*，所述超参数包括噪声方差信号方差和长度规尺矩阵Θ；步骤五，重复步骤一到步骤四，分别确定线圈2，线圈3，至线圈k的电磁转矩模型f₂*，f₃*，…，f_k*，最终确定所述永磁球形电机电磁转矩模型为