(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210599248.9 (22)申请日 2022.05.30 (71)申请人 哈尔滨理工大 学 地址 150080 黑龙江省哈尔滨市南岗区学 府路52号 (72)发明人 谢颖　辛尉　蔡蔚　范伊杰　 (74)专利代理 机构 哈尔滨市松花江专利商标事 务所 23109 专利代理师 岳泉清 (51)Int.Cl. G06Q 10/04(2012.01) H02P 6/34(2016.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 17/11(2006.01) G06F 17/14(2006.01) (54)发明名称 基于改进多元宇宙优化算法的永磁同步电 机优化方法 (57)摘要 基于改进多元宇宙优化算法的永磁同步电 机优化方法， 涉及永磁同步电机优化技术领域。 本发明是为了解决现有永磁同步电机的永磁体 磁场与定子齿槽相互作用会产生齿槽转矩， 进而 产生振动和噪声， 导致永磁同步电机的控制精度 受到影响的问题。 本发明所述的基于改进多元宇 宙优化算法的永磁同步电机优化方法， 基于现有 的多元宇宙算法对其位置选择技术进行了优化， 改进了最佳宇宙搜索机制， 防止算法陷入局部最 优。 并利用该算法对永磁同步电机中的参数进行 优化， 使得齿槽转矩最小， 进而降低振动和噪声， 提高永磁同步电机的控制精度。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 114862048 A 2022.08.05 CN 114862048 A 1.基于改进 多元宇宙优化 算法的永磁同步电机优化方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤一： 建立永磁同步电机的齿槽转矩模型： 其中， tcog为齿槽转矩， β 为定转子相对位置角， Q为电机槽数， Lf 为铁心轴向长度， μ0为真空磁导率， R1和R2分别为电机转子外径和定子内径， h为永磁体充磁 长度， g为气隙长度， p为极对数， m为能够使mQ/2p为整数的常数， θs为电机槽口宽度， Br为永 磁体剩磁， αp为永磁体极弧系数； 步骤二： 统计永磁同步电机的齿槽转矩模型中所有待优化参数的数量， 根据下式确定 齿槽转矩模型中第i个待优化 参数的第j个取值 其中， 为利用轮盘赌机制选取的在齿 槽转矩模型中第k个待优化参 数的第j个取值， r1 为[0,1]范围内的随机数， NIi为第i个待优化参数对应的标准齿槽转矩， i＝1,2,...,n， k＝ 1,2,...,n， n为齿槽转矩模型中所有待优化参数的数量， j＝0,1,2,...,L， L为预设的最大 迭代次数； 步骤三： 将步骤二获得的 作为多元宇宙中第i个宇宙内第j个物体的位置， 利用多元 宇宙优化 算法更新获得第i个待优化 参数的第j+1个值 其中， 中间变量AP＝(x+xij)/2， x为当前最佳宇宙物体位置， TDR为旅行距离率， WEP为虫 洞存在率， uj和lj分别为第j个物体位置的上 下界， r2、 r3和r4均为[0,1]范围内的随机数； 步骤四： 将 代入齿槽转矩模型中计算获得第j+1个齿槽转矩 tcog,j+1； 步骤五： 对当前最佳宇宙 物体位置x进行 更新： 步骤六： 判断j+2>L， 是则执 行步骤七， 否则使j＝j+1， 然后返回步骤二； 步骤七： 将步骤五更新后的当前最佳宇宙物体位置x作为永磁同步电机的最优参数， 利 用该最优参数配置永磁同步电机， 使得永磁同步电机齿槽转矩最小， 完成永磁同步电机的 优化。 2.根据权利要求1所述的基于改进多元宇宙优化算法的永磁同步电机优化方法， 其特 征在于， 步骤一中， 建立永磁同步电机的齿槽转矩模型的过程 为： 根据能量法建立齿槽转矩 tcog的表达式：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114862048 A 2其中， W为永磁同步电机在断电时的磁场能量， 忽略铁心饱和现象后永磁同步电机在断电时的磁场能量 W为： 其中， Br为永磁体剩磁， V气隙与永磁 体的体积和， 对公式二中的积分项 进行傅里叶分解： 其中， 积分项分解后的直 流分量分别为Br0＝αpBr2， θ 为永磁体中轴线和定 子齿中轴线的夹角， 将公式二和公式三均代入公式一中可 得齿槽转矩模型： 3.根据权利要求1所述的基于改进多元宇宙优化算法的永磁同步电机优化方法， 其特 征在于， 步骤三所述旅行距离率TDR的表达式为： 其中， q为迭代中的开发精度。 4.根据权利要求1或3所述的基于改进多元宇宙优化算法的永磁同步电机优化方法， 其 特征在于， 步骤三所述 为虫洞存在率 WEP的表达式为： 其中， WEPmax和WEPmin分别为虫洞存在率的上 下界。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114862048 A 3