《高性能永磁同步電機穩健設計理論與方法研究》是依託北京航空航天大學，由郭宏擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：高性能永磁同步電機穩健設計理論與方法研究
- 依託單位：北京航空航天大學
- 項目負責人：郭宏
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
為滿足永磁同步電機伺服控制系統在控制精度和噪聲振動等方面日益提高的需求，解決加工製造偏差和材料特性偏差對永磁同步電機關鍵特性和性能一致性的影響問題，開展高性能永磁同步電機的穩健設計理論與方法研究工作，通過在考慮噪聲因子的永磁同步電機解析建模方法、噪聲因子對關鍵特性的影響機理分析、多目標穩健設計方法等方面的創新性研究，旨在揭示噪聲因子和電機關鍵特性之間的解析關係和作用機理，歸納永磁同步電機穩健設計中控制因子的調整規律；提出高性能永磁同步電機的多目標智慧型穩健設計方法，提高電機穩健設計方法的多目標最佳化水平和快速搜尋最優解的能力。研製原理樣機，通過電機關鍵特性的測試分析，驗證考慮噪聲因子的永磁同步電機解析建模方法和多目標智慧型穩健設計方法的有效性。本項目的開展可為穩健設計在高性能永磁同步電機設計中的套用奠定理論與技術基礎。
結題摘要
為滿足永磁同步電機伺服控制系統在控制精度和噪聲振動等方面日益提高的需求，解決加工製造偏差和材料特性偏差對永磁同步電機關鍵特性和性能一致性的影響問題，開展了高性能永磁同步電機的穩健設計理論與方法研究工作： 通過建立的考慮磁鋼安裝偏差、動靜態偏心、氣隙長度偏差、磁鋼材料特性偏差等噪聲因子的永磁同步電機數學模型，形成了上述噪聲因子與氣隙磁場以及轉矩脈動特性的解析關係。研製了具有不同加工製造偏差和材料特性偏差的原理樣機，通過電機關鍵特性的測試分析，驗證了噪聲因子對關鍵特性影響機理分析的準確性。 通過電機轉矩波動特性對噪聲因子的敏感性分析，確定了對由噪聲引起的關鍵特性分散有抑制作用的電機電磁結構尺寸參數（控制因子）；明確了主要電磁結構尺寸參數名義值的不同取值對噪聲干擾抑制作用的機理。 為進一步揭示磁極偏差影響下的轉矩脈動分布規律，增加了永磁同步電機轉矩脈動分散特性解析計算的研究工作，通過建立的解析模型，可得到電機轉矩脈動分散性（轉矩脈動均值、標準差和機率密度）與服從常態分配的磁極偏差之間的解析關係。 針對永磁同步電機穩健設計的特點，開展了最佳化目標選取、最佳化算法對比等研究工作，形成了高性能永磁同步電機多目標智慧型穩健設計方法，構建的多目標智慧型穩健設計程式和平台，提高永磁同步電機穩健設計多目標最佳化水平和快速搜尋最優解能力。 開展了永磁同步電機穩健設計方法的實驗驗證研究，依據多目標智慧型穩健設計方案，研製了反映典型批量分散特性的原理樣機，驗證了多目標智慧型穩健設計方法的有效性。 本項目的研究是對現有電機設計理論和方法的補充和豐富，具有重要的學術價值，研究成果可為穩健設計在高性能永磁同步電機設計中的套用奠定理論與技術基礎。
