[发明专利]一种超超高效感应电机的多目标鲁棒优化设计方法

权利要求书

1.一种超超高效感应电机的多目标鲁棒优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

11)基于转子斜槽、单双层不等匝低谐波绕组的高效感应电机电磁设计获取电机设计变量：采用转子斜槽、低谐波不等匝绕组技术，实现高效感应电机的电磁设计方案，获取高效感应电机的设计变量，并据此设置目标函数；

12)基于田口试验确定电机优化变量且合理划分多目标优化子空间：基于正交表的田口试验以及方差分析，通过最小实验组合快速准确获得电机设计变量对所设定的目标函数中电机目标性能的影响权重，确定出电机优化变量；同时基于电机优化变量对于电机目标性能的影响权重，将电机多目标优化空间划分为序列优化子空间；

13)基于DE算法及Pareto评价的确定性子空间多目标优化：鉴于DE算法在收敛速度与全局优化方面所具有的优势，将DE算法和Pareto评价相结合，实施序列子空间多目标优化，获得子空间的Pareto解集前沿；

14)基于蒙特卡洛抽样子空间的Pareto解集前沿建立组合近似模型：基于蒙特卡洛抽样MCS对于获取的子空间的Pareto解集前沿随机采样获得样本数据，样本容量为n_s，同时取子空间的优化变量为近似模型参数变量，建立集成径向基函数以及响应面的组合近似模型，且设定均方根误差最大值α，若RSME值大于α，则增加n_s/2个采样点，迭代处理，直到组合模型建模精度达到设定的精度；

15)计及优化变量扰动下，电机的多目标性能及鲁棒性能评估：根据11)-13)步骤完成多目标确定性优化过程，获得子空间Pareto解集前沿，针对Pareto解集前沿上的每个设计方案，利用拉丁超立方抽样LHS，基于正态分布规律在其周围抽取出m个样本点，并基于14)步骤建立的该子空间的组合近似模型获得这m个样本点的各目标性能，同时计算这些设计方案的目标性能均值与标准差，再由6σ准则评估各设计方案的鲁棒性能；筛选满足鲁棒性能的方案，将其中多目标性能最优的方案确定为第一层优化子空间的最优方案，并序贯进行下一层子空间的多目标优化与鲁棒性能评估。

2.根据权利要求1所述的一种超超高效感应电机的多目标鲁棒优化设计方法，其特征在于，所述基于转子斜槽、单双层不等匝低谐波绕组的高效感应电机电磁设计获取电机设计变量包括以下步骤：

21)采用转子斜槽以及单双层不等匝低谐波定子绕组技术，实现高效感应电机的电磁方案设计；

22)为实现超超高效感应电机多目标鲁棒优化设计，设置优化目标为感应电机效率Ef、功率因数PF以及转矩脉动T_rip；基于有限元仿真分析，对电机电磁结构参数进行单参数扫描实验，判断电机结构参数的改变是否会引起目标性能的变化，若是，则将其作为设计变量；

23)将直接影响高效感应电机目标性能的定子槽型、转子槽型结构参数及气隙长度设置为电机设计变量，选取最终电机设计变量为：定子槽口宽Bs1、定子槽宽Bs2、定子槽口高Hs1、定子槽深Hs2、转子槽口宽Br0、转子槽宽Br1、转子槽口高Hr0、转子槽深Hr1、转子斜槽角度θ以及气隙长度g。