电机设计的多目标优化设计方案.docx

电机设计的多目标优化设计方案目录?序言12. OptiSLang控制系统介绍1?optiSLang提供了丰富的优化分析模块与优化后处理功能3序言电机设计是一个复杂的多物理场问题，它涉及到电磁、结构、流体、温度和控制等多个领域。随着 新材料、新工艺以及各种电机新技术的发展，电机设计的要求越来越苛刻，精度要求也越来越高，传统 的设计方法和手段已经不能满足现代电机设计的要求，必须借助于现代仿真技术才能解决各种设计难 题。针对电机永磁化、高速化、无刷化、数字化、集成化、智能化、高效节能化的发展趋势和相关技术 挑战，Ansys能提供集成化设计解决方案和流程，高效实现电机从磁路法到有限元、从部件到系统、从 电磁到多物理场耦合的多领域、多层次、集成化电机及驱动/控制系统设计。在电机初始设计阶段，采 用Motor-CAD与专业优化设计工具Ansys optiSLang进行多学科快速综合优化;在电机高精度设计阶段, 采用Maxwell与optiSLang、DesignXplorer相结合，实现包括电机电磁性能、振动噪声、散热设计在内 的多物理场综合优化设计。2. OptiSLang控制系统介绍OptiSLang是用于进行多学科优化、随机分析、稳健与可靠性优化设计的专业分析软件，在参数敏 感度分析、稳健性评估、可靠性分析、多学科优化、稳健与可靠性优化设计方面具有强大的分析能力， 集成了二十多种先进的算法，为工程问题的多学科确定性优化、随机分析、多学科稳健与可靠性优化设 计提供了坚实的理论基础。同时，针对上述各种分析集成了强大的后处理模块，提供了稳健性评估与可 靠性分析前沿研究领域中的各种先进评价方法与指标，以丰富的图例、表格展示各种分析结果。 OptiSLang可与多种CAE软件或者求解器集成，可基于其求解器进行各种工程仿真分析或者数据处理， 因此使得OptiSLang成为各工程领域中进行参数敏感性、多学科优化、稳健可靠性分析优化的专业工具。Common MCingsMdc dtoncnskm MtoctloeHide pkX -2 Show for CurrerOy actw plot-2D Anthill plot用就客坛皿Spider plotavQ Moving1Response wftace 2D p.，Response surface 3D p4 Rrspontr wff«ce topv.7 i Data miningEauivcwnt . L»«>«l MaximumMoving Totqm«Property Valu« v ApplxationSelect L. CUtsk layoutRender Auto-detectPrcetv一 口 FakeCoefficient of Prognosis，D ' ©To"CoP matrix£1s.f 50 H03S1.bt_Movtng I _Torque_Mimmu.- 10Ask bef. 口 Fake Choo$e. E True Select 匚 FaHe Global. linear correhf. Autom. ± Trs Show p-E True Show r. E True Show E True Show p. All d«$ignsv Subwindows Response surface JDplotOcMgntablcca I 回 S3 VKMtev ApproximationC Approximation design.C AppcoxHTMtMin model.© Approximation history Residual plot_ Coefficient of Prognosis CoP matrix为了克服多学科非线性优化中遇到的大量设计参数的困难，OptiSLang提供了高效的敏感性分析、 参数识别算法，可以基于预测系数(COP)和最优预测元模型(M0P)自动识别重要性参数并对预测质量进 行量化，获取最优预测模型作为替代求解器，该预测质量是有效优化的关键因素，因此可以最大限度减 少求解时间。Cogging torqueMax well参数化模型Parameter SetLoad torqueE) Component Systems田 Custom Systems田 Design ExplorationB optiSLangOptimization * Robustness 次 Sensitivity optiSLang Integrations9 etkV MOP Solver田ACT创建多工况、多目标优化j凝"以利用集成在Workbench中的optiSLang快速搭建优化设计流程?. optiSLang提供了丰富的优化分析模块与优化后处理功能Ansys提供了一体化、多学科、多物理场、多目标优化分析的有限元分析平台，可以精确分析并优 化电机NVH性能。利用Maxwell2D/3D快速仿真电机在多转速下定/转子表面的频域电磁力并无缝链接 到Workbench平台HarmonicResponse模块进行多转速谐响应分析，得到电机的ERP Level Waterfall 图，用于分析电机在各转速下的谐振情况；同时多转速谐响应分析结果也可传递到HarmonicAcoustics 模块进行Sound Power Level Waterfall的分析，用于进一步对电机噪声水平进行评估。利用optiSLang 强大的优化分析功能，可以对电机NVH性能进行优化迭代，得到最优的NVH性能方案。Harmonic ResponseEngmeer<vg Data J3Q0GeometryJ4.Model,S*SetupJ62Sobbon，/7Re$(As>/8/PdrametwsHdrmomc Response2Engineemg。心J3财GeometryJ4学Model5 SetupJ6方Soldbon73ResetsJHarmonc AcoujtcsHarmonc Acoustics:鼠 Parameter 5«Semitivty以此构建的电机NVH优化分析平台是基于多物理场耦合分析的结果，因此具有精度高的特点，灵 活且易于使用，统一的模型参数化平台、优化平台，能实现数据的无缝对接，保证了分析的可靠性、高 效性，助力新能源汽车驱动电机开发工作更加高效便捷的开展和实施。