[发明专利]一种基于概率分析的电机电磁设计方法

摘要

本发明提供一种基于概率分析的电机电磁设计方法。本发明提出在电机电磁设计计算时考虑材料性能、加工工艺、外载荷等随机变量波动的电机电磁设计计算方法，一种基于概率分析的电机电磁设计计算方法。用此方法可以正确、科学、客观地设计出满足技术条件和概率要求的电磁方案，用该电磁方案所对应的标准差要求可以为工艺设计提供依据，为生产流程提供指导意见，大大的减小潜在的设计失效率。

主权项

1.一种基于概率分析的电机电磁设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、确定电动机电磁设计计算的随机变量向量X＝[x₁，x₂，...，x_i，...，x_n]^T，式中，x_i表示第i个随机变量，随机变量向量是根据电机图样、技术条件和制造过程的实践经验等要求，确定电机电磁设计方案输入变量中影响性能指标较敏感的变量为随机变量；步骤2、确定随机变量向量X中各随机变量的分布类型及其分布参数；步骤3、初设电机性能参数最低指标，初设所选各随机变量的标准差和均值：第i个随机变量x_i的标准差为σ_i，则有标准差向量σ＝[σ₁，σ₂，...，σ_i，...，σ_n]^T第i个随机变量x_i的均值为μ_i，则有均值向量μ＝[μ₁，μ₂，...，μ_i，...，μ_n]^T；步骤4、建立功能函数F_k(X)以表征电机性能指标和用户特定要求指标是否满足最低要求，其中k＝1,…,m，m为要进行概率分析的性能指标个数，F_k(X)≥0表示第k个性能指标要求得到满足，F_k(X)<0表示第k个性能指标要求无法得到满足；步骤5、建立概率分析模型：R_k＝P(F_k(x)≥0)，R_k为第k个性能指标要求得到满足的概率；步骤6、确定概率分析所使用的算法；步骤7、确定每次概率分析的随机抽样计算次数N；步骤8、依据步骤6确定的算法及步骤7确定的随机抽样计算次数N计算每个性能指标要求得到满足的概率，得到概率向量R，R＝[R₁，R₂，...，R_k，...，R_m]^T；步骤9、计算收敛判据：│R_k‑R_ko│≤ξ_k，式中，R_ko为预先设定的概率，即第k个性能指标值满足要求的最低概率设定值，ξ_k第k个性能指标要求其概率值得到满足时的收敛精度；步骤10、开始迭代计算，判定收敛判据是否成立，若收敛判据不成立，根据步骤8计算结果调整X＝[x₁，x₂，...，x_i，...，x_n]^T后转移到步骤2重新根据新调整的参数进行步骤2至步骤9的计算，若成立，则执行步骤11；步骤11、计算电机性能的保证值：根据步骤2至步骤10迭代计算出来的最低考核指标值和电机技术条件中的电气性能容差要求，计算出电机性能参数的保证值，若计算所得的保证值小于技术条件或者技术协议中的保证值，则转移到步骤1重新根据新调整的优化方案重新确定X＝[x₁，x₂，...，x_i，...，x_n]^T后进行步骤2至步骤10的计算，若成立，则执行步骤12；步骤12、输出计算结果：输出电机电磁结构参数均值μ、电机性能指标保证值、该方案所选随机变量的标准差要求。