一种基于RSM的电机多目标优化设计方法

	一种基于RSM的电机多目标优化设计方法
	杨巧玲; 包广清; 张海平
	2022-05-31
专利权人	兰州理工大学
公开日期	2022-05-31
授权国家	中国
专利类型	授权发明
摘要	本发明公开了一种基于RSM的电机多目标优化设计方法，包括以下步骤：S1，RSM拟合模型的建立；S2，正交优化。本发明基于RSM的电机正交优化方法，通过分析少量的试验数据，得到系统响应和输入变量之间的关系，建立系统数学模型，在此基础上，采用正交设计方法设计试验方案，并应用建立的数学模型预测试验结果，对预测结果进行正交分析并寻优。
申请日期	2019-07-19
优先权日	2019-07-19
预估到期日	2039-07-19
语种	中文
专利状态	授权
申请号	CN201910652957.7
公开（公告）号	CN110442931B
IPC 分类号	G06F30/23 ; G06F30/17 ; G06F111/06 ; G06F111/04
专利代理人	惠银银
代理机构	西安合创非凡知识产权代理事务所(普通合伙)
CPC分类号	Y02T90/00
权利要求	1.一种基于RSM的电机多目标优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤： S1，RSM拟合模型的建立； S2，正交优化；步骤S1包括： RSM二阶模型为：（1）式中，表示与的线性交互效应，表示的二次效应；用最小二乘法估计二阶模型参数，得到拟合的二阶模型：（2） S11，输入变量选择； S12，优化目标和约束条件设置； S13，建立响应模型；所述步骤S11包括：结合电机加工的实际情况，选取以下结构参数为输入变量：选取调磁环相对齿宽为输入变量；选取调磁环厚度为输入变量；选取低速动子永磁体厚度为输入变量；所述步骤S12包括：优化目标：以高速动子获得的推力最大，和推力波动最小为优化目标，建立目标函数；约束条件：所确定的上述输入变量，受到实际加工条件和材料性能的影响，并考虑到经济性，在保持直线磁齿轮外径、体积和永磁体用量不变的基础上，对它们的取值范围作必要的限定如下：调磁环相对齿宽理论上在(0,1)区间任意取值，限定输入变量取值范围为：（3）限定输入变量取值范围为：（4）低速动子永磁体厚度为输入变量，其取值范围为：（5）；所述步骤S13包括：中心复合表面设计：其中个角点、6个轴向点和一个中心点共计对应15次试验，每次有限元试验获得一个响应值；9-14个试验对应轴向点，将轴向点设置在六个平面中心，保留试验的序贯性；求取拟合模型：采用最小二乘法估计，即对于公式1表示的多元二阶模型，用公式6表示的一般线性模型拟合，估计其系数：（6）其中，是响应向量，是因子水平的矩阵，是回归系数向量，是误差向量；的最小二乘估计量是：（7）其中，是的转置矩阵；需要拟合的直线磁齿轮二阶模型为：（8）拟合模型评估：基于上述直线磁齿轮拟合模型对之前设计的15次实验结果进行预测；用方差分析检验预测值对实际响应的拟合程度；实验的回归平方和用来衡量用拟合模型解释的变异的部分，即实际值与预测值的差异程度，定义为：（11）剩余平方和用来衡量不能用拟合模型解释的剩余部分，定义为：（12）总平方和衡量自身的总波动，定义为：（13）拟合模型的复相关系数平方用来衡量拟合模型中解释了变异部分的多少，表示为：（14）；所述步骤S13包括：正交优化通过较少次数的试验有效获得有价值的实验结果，它包括正交设计和统计分析两部分；水平相同的正交表表示成，表示正交阵，表示试验次数，表示变量的水平数，表示正交表中最多能安排的变量数；表示个水平变量全实验的组合处理，为最小部分实施；SA是正交优化的另一重要组成；由确定的变量和水平，选择的标准正交表，共进行25次预测试验；以推力最大和推力波动最小为优化目标进行直线磁齿轮参数寻优；反映了第个变量在不同水平时响应波动幅度的大小，极差越大说明该变量不同水平下响应的差异越大，该变量就越重要，据此判断各变量对响应的重要程度。
引用专利	CN108003580A;CN109190189A;EP2104014A1
被引用专利数量	0
简单法律状态	有效
文献类型	专利
条目标识符	https://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/108166
专题	兰州理工大学
推荐引用方式 GB/T 7714	杨巧玲,包广清,张海平. 一种基于RSM的电机多目标优化设计方法[P]. 2022-05-31.