基于有限元模型的电机设计优化方法、存储介质及设备
申请人信息
- 申请人:山西省机电设计研究院有限公司
- 申请人地址:030009 山西省太原市杏花岭区巨轮街道胜利街228号
- 发明人: 山西省机电设计研究院有限公司
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 基于有限元模型的电机设计优化方法、存储介质及设备 |
| 专利类型 | 发明申请 |
| 申请号 | CN202410145296.X |
| 申请日 | 2024/2/2 |
| 公告号 | CN117709167A |
| 公开日 | 2024/3/15 |
| IPC主分类号 | G06F30/23 |
| 权利人 | 山西省机电设计研究院有限公司 |
| 发明人 | 赵屹涛; 吕迎玺; 闫宪峰; 范浩; 苏跃龙; 郝斌; 乔康定 |
| 地址 | 山西省太原市杏花岭区巨轮街道胜利街228号 |
摘要文本
本发明涉及电机设计优化技术领域,尤其涉及基于有限元模型的电机设计优化方法,具体步骤为:首先,通过结合多目标优化算法与有限元分析软件,在保证优化精度的同时降低优化设计步骤的复杂度;其次,使用模糊集理论从Pareto最优解集中选取整个电机设计空间内的较优解,避免了设计人员的二次干预,有效降低了电机优化过程中人为因素的影响;最后,本发明提供的方法可适用于任何类型电机优化设计,尤其是具有复杂结构且设计变量众多的电机优化设计。此外,本发明还提供了执行此方法的计算机可读存储介质以及计算机设备。
专利主权项内容
1.基于有限元模型的电机设计优化方法,其特征在于,具体步骤为:S1:基于待优化电机实际尺寸参数,使用有限元分析软件进行电机参数化建模,获得初始电机有限元分析模型;S2、依据电机设计要求及设计者对电机性能要求,在所述初始电机有限元分析模型中确定优化目标、多目标优化算法、设计变量及设计变量取值范围;S3、根据确定的设计变量以及设计者对优化精度的要求,确定每组待优化子组中设计变量的数量;S4、引入灵敏度分析法对全部设计变量进行分组,获得若干组待优化子组;S5、使用确定的多目标优化算法确定优化目标的优化模型,其中优化目标的优化模型为:
,式中,为优化目标,/>为限制条件,为限制条件个数,为设计变量,/>与/>为设计变量上下限;ixS6、使用确定的多目标优化算法对每组待优化子组进行优化,获得若干组待优化子组的Pareto最优解集,其中每组待优化子组的Pareto最优解集中具有个解;S7、基于模糊集理论,从每组待优化子组的Pareto最优解集中选择满意度值最大的解作为该待优化子组的最佳设计方案,其中模糊隶属度函数如下所示:
,满意度值计算公式如下:
,式中,j1···/>,表示Pareto最优解集中的第j个解;i/>1···/>,表示第个优化目标;/>表示第j个解的第i个目标的模糊隶属度函数,/>和/>分别为第个优化目标性能值的下限和上限,/>为第j个解中第个优化目标性能值;iiiS8、基于步骤S2-S7构建优化控制指令;S9、基于优化控制指令调用初始电机有限元分析模型完成若干组待优化子组的优化,在初始电机有限元分析模型中合并所有待优化子组的最佳设计方案,获得目标电机有限元分析模型,并将目标电机有限元分析模型中的设计方案作为最终设计方案输出。