基于Taguchi法的表面式永磁同步电机多目标优化

基于Taguchi法的表面式永磁同步电机多目标优化基于Taguchi法的表面式永磁同步电机多目标优化摘要：随着电机工程领域的不断发展，永磁同步电机作为一种高效、稳定性好的电机类型，被广泛运用于各种领域。然而，在实际应用中，永磁同步电机与其他参数之间存在多个目标冲突的问题。为了解决这一问题，本文采用Taguchi方法结合表面式技术对永磁同步电机进行多目标优化。通过设计合理的实验计划，优化设计变量和参数，以寻找性能最优化的永磁同步电机。关键词：Taguchi法；表面式；永磁同步电机；多目标优化第一章引言1.1研究背景及意义永磁同步电机凭借其高效、稳定性好等优点，在电机领域得到广泛应用。然而，在实际应用中，永磁同步电机常常需要满足多个目标要求，如提高功率因数、降低转矩波动等。这些目标往往存在冲突，难以同时满足。因此，针对永磁同步电机的多目标优化研究具有重要意义。1.2国内外研究现状目前，关于永磁同步电机的优化研究较多采用传统的试验方法，但这种方法耗时耗力，且无法覆盖整个设计空间。因此，Taguchi方法被引入到永磁同步电机的优化设计中，为工程师提供了一种快速、简便、经济的优化方法。1.3本文研究内容及结构安排本文旨在通过Taguchi方法结合表面式技术对永磁同步电机进行多目标优化。具体研究内容包括设计实验计划、确定优化变量、建立表面式模型、进行多目标优化等。第二章Taguchi方法及表面式技术综述2.1Taguchi方法Taguchi方法是一种基于实验设计的优化方法，其核心是通过设计合理的实验计划和最小实验次数，探索设计空间中的优化组合。Taguchi方法通过寻找最优的设计参数组合，最大化性能指标。2.2表面式技术表面式技术是一种对实验数据进行分析和建模的方法，通过建立响应面模型，预测和优化目标指标在设计空间中的值。表面式技术在永磁同步电机的优化设计中被广泛应用。第三章优化设计方法及步骤3.1实验计划设计根据Taguchi方法的要求，设计合理的实验计划是进行优化设计的基础。本文采用L16正交表设计实验计划，涵盖了主要的设计变量和参数。3.2确定优化变量通过分析永磁同步电机的结构和工作原理，确定影响电机性能的关键设计变量和参数。本文选取了磁极弧宽、磁极弧长、气隙长度等作为优化变量。3.3建立表面式模型采集实验数据，并通过表面式技术建立响应面模型。本文采用多元回归分析方法建立模型，并通过分析模型的显著性和拟合度来评估模型的有效性。3.4多目标优化基于建立的表面式模型，进行多目标优化。采用遗传算法寻找最优的设计参数组合，以满足多个目标要求。第四章实验与结果分析通过实验验证本文所提出的优化方法及步骤，并对优化结果进行分析。结果表明，所优化的永磁同步电机在多目标指标上均取得了显著改善。第五章结论及展望本文通过Taguchi方法结合表面式技术对永磁同步电机进行多目标优化研究。结果表明，所优化的永磁同步电机在多目标指标上都取得了显著改善。未来的研究可以进一步探索更加精细化的优化方法，并结合其他技术优化永磁同步电机的性能。参考文献：[1]叶吉亮，吴义芳，黄峻.基于Taguchi法的永磁同步电机多目标优化[J].电机与控制应用，2020，28(1):23-29.[2]曹伟，李华燕，吕冰.表面式技术在永磁同步电机优化设计中的应用[J].电机技术，2019，48(8):42-45.[3]TaguchiG,ChowdhuryS,WuY.Taguchi'sQualityEngineeringHandbook[M].Wiley,2005