[发明专利]一种轮毂驱动系统一体化集成优化设计方法

权利要求书

1.本发明提出的一种轮毂驱动系统一体化集成优化设计方法，其特征在于，包含如下步骤：(1)根据现有轮毂电机驱动系统结构，定义设计域及初始化设计变量；(2)利用多场耦合分析平台，对轮毂驱动系统多场耦合特性进行分析计算；(3)根据多场耦合特性分析结果，计算优化目标函数及约束条件；(4)判断结果是否收敛；(5)如果结果收敛，将结果输出；(6)考虑加工性和制造性进行结构微调,并重新进入第(2)步进行多场耦合的计算分析，对结果进行验证；(7)如果结果不收敛，在子系统优化层进行各子系统拓扑优化；(8)对各子系统的最优解进行系统级协调优化，得到系统的最优解；(9)将得到的优化设计结果作为优化迭代的初值进行设计变量的更新，并将其输入轮毂电机驱动系统的多场耦合分析模型，重新进入第(2)步进行多场耦合的分析计算，进行新一轮的计算迭代过程，直至获得全局最优解。

2.根据权利要求1，所述轮毂驱动系统一体化集成优化设计方法，其特征在于，所述步骤(1)轮毂电机驱动系统结构可以是各种形式的直驱轮毂电机驱动系统和具有减速机构的轮毂电机驱动系统；所述设计域可根据需要自行定义，可以是所述轮毂电机驱动系统中某一部件或某几个部件，也可以是整个轮毂驱动系统；所述设计变量是设计域假想材料的单元密度。

3.据权利要求1，所述轮毂驱动系统一体化集成优化设计方法，其特征在于，所述步骤(2)多场耦合分析平台可以是各种商业软件所具有的多场耦合分析平台及工具，也可以是自行开发的各种用于多场耦合分析的平台及工具，可以是数值计算模型，也可以是解析计算模型；所述多场是指轮毂驱动系统所涉及的电磁场、结构场、温度场、流场、振动场、噪声场等。

4.根据权利要求1，所述轮毂驱动系统一体化集成优化设计方法，其特征在于，所述步骤(3)优化目标函数和约束条件是指根据应用对象的性能要求所指定的优化目标表达式和约束表达式，对应用对象的性能要求不同，目标函数和约束条件可以有不同的表达形式。

5.根据权利要求1，所述轮毂驱动系统一体化集成优化设计方法，其特征在于，所述步骤(7)子系统是指与系统优化目标性能有关的所要计算的子问题，如系统功率密度最大化问题、最佳散热问题、质量最小化问题等，子问题的个数由系统要优化的目标性能个数所决定；所述拓扑优化可以是变密度法、变厚度法、水平集法、结构渐进优化方法等不同的拓扑优化方法。

6.根据权利要求1，所述轮毂驱动系统一体化集成优化设计方法，其特征在于，所述步骤(8)系统级协调优化是指利用系统中相互作用的协同机制来控制各子系统间的信息交换,使各子系统在独立优化求解的同时，实现子系统间的解耦，如：构造和求解广义全局敏度方程的方法。