[发明专利]一种新的开关磁阻电机多目标优化方法

说明书

本发明公开一种开关磁阻电机的多目标优化方法，属于电机优化设计领域，本发明相比现有的仿生优化方法具有简单快速、易于实现、准确度高和考虑了人的主观因素的优点，相比传统的单目标优化方法，本发明可以兼顾电机的多个性能指标。本发明首先建立以电机综合性能为目标的优化函数，通过对选定的待优化参数和优化目标，建立正交表、进行正交试验，对正交试验结果的均值和方差分析以判断电机待优化参数对优化目标的综合灵敏度，同时建立一个三层结构模型，将三层结构模型用因素层、水平层和指标层矩阵表示，通过矩阵运算得出电机各待优化参数水平对各优化目标和电机性能影响的权重矩阵，最终得到电机最优的各参数水平组合和性能。

技术领域

本发明涉及开关磁阻电机的多目标优化设计，具体涉及到了电机各待优化参数水平对电机各优化目标和电机性能影响程度的权重计算。

背景技术

开关磁阻电机起源于19世纪40年代，相比于同步电机或永磁电机，开关磁阻电机结构简单，造价低，控制方式灵活，容错能力强，系统可靠性高，并且它可在恶劣的环境的条件下工作，这些特点使它受到了许多学者的重视，经过几十年的发展，开关磁阻电机控制系统已经逐步完善，使得开关磁阻电机广泛应用电动汽车、航空工业、家用电气、风力发电，矿山系统等领域，但是，开关磁阻电机仍有一部分缺点制约着它的进一步发展和应用，例如，由于其模型的高度非线性，与相同尺寸下的永磁同步电机相比，它的脉动和噪声较大，这也制约开关磁阻电机带载能力和效率，使得其功率密度较低。因此，因此针对开关磁阻电机的缺点进行优化以改善其性能具有重要意义。开关磁阻电机的优化问题可以分为单目标优化和多目标优化，在传统的单目标优化中，仅仅考虑电机的某一个性能指标作为优化目标，虽然优化结果可能会使优化目标得到提升，但电机的其他性能指标可能会变差，最终使电机整体性能变差，因此，需要考虑开关磁阻电机的多个性能指标，对开关磁阻电机进行多目标优化，在一些已有的多目标优化方法中，很多方法优化的效果不理想，也有很多方法优化过程较为复杂，并且迭代次数多，收敛困难，难以实现，因此需要发明一种简单、快速、易于实现，并且优化结果较好的方法用于开关磁阻电机的多目标优化。

发明内容

本发明针对上述问题，提出了一种简单、快速、结果准确、优化效果明显、易于实现的新的开关磁阻电机多目标优化方法。

本发明的一种新的开关磁阻电机多目标优化方法的有益效果有：

(一)根据电机的待优化参数和优化目标建立正交表，减少了试验次数，节约了电机优化所需的时间，并且易于实现。(二)通过对正交试验结果的均值和方差分析，可以建立三层结构模型，同时综合考虑了电机参数对优化目标的灵敏度，使优化结果更加客观和可靠。(三)通过矩阵运算，能够得出电机各待优化参数对电机各优化目标的权重矩阵，并且可以考虑人为主观因素，结合设计者的使用要求，得到电机各待优化参数对电机综合性能影响程度的权重矩阵，最终得出电机最优结构参数和性能。

附图说明

图1是本发明的一种新的开关磁阻电机多目标优化方法流程图。

图2是本发明的一种新的开关磁阻电机多目标优化方法优化实施的电机截面结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：

由建立的以电机综合性能为目标的优化函数和通过选取的开关磁阻电机的优化目标和待优化参数，建立正交表，确定需要进行的正交试验，通过对正交试验的数据结果，判断优化目标对待优化参数的灵敏度，以决定是否重新选取待优化参数，同时对数据进行均值和方差分析以建立一个三层结构模型，其中第一层为指标层，第二层为因素层，第三层为水平层，其中指标层可用一个指标层矩阵表示，因素层可用一个因素层矩阵表示，水平层可用一个水平层矩阵表示，分别对电机优化目标分别进行矩阵分析，可以得到电机各待优化参数水平对优化目标的权重矩阵，考虑人为主观因素，确定各优化目标在电机性能中所占的权重，可以得到待优化参数水平对电机性能影响程度的权重矩阵，最终得到电机最优的各参数水平组合。