專利名稱：優(yōu)化電機(jī)策略的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及電機(jī)，更具體講，涉及設(shè)計(jì)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的一種優(yōu)化策略。
至少某些已知電機(jī)被設(shè)計(jì)為滿足預(yù)定的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行條件，如額定電壓、堵轉(zhuǎn)電壓和擊穿電壓等。要滿足運(yùn)行條件，兩個(gè)關(guān)鍵的因素是疊片形狀和繞組變量。疊片形狀和繞組變量被認(rèn)為是與電機(jī)設(shè)計(jì)有關(guān)的實(shí)現(xiàn)性能價(jià)格最優(yōu)化的變量。至少一些已知的設(shè)計(jì)方法試圖在疊片設(shè)計(jì)已知之后，優(yōu)化繞組。這種設(shè)計(jì)方法僅可以提供在具體疊片范圍以內(nèi)的可接受的結(jié)果，因此，不能保證找到的是總體最優(yōu)方案。其他已知的方法試圖同時(shí)優(yōu)化所有的繞組變量和疊片幾何變量。這種設(shè)計(jì)方法非常復(fù)雜且計(jì)算費(fèi)用很高。
本發(fā)明的另一方面提供了一種優(yōu)化電機(jī)繞組和疊片結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)包括用于執(zhí)行計(jì)算機(jī)功能的微處理器和與微處理器連接的用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)；以及包括第一最優(yōu)化模塊和第二最優(yōu)化模塊的兩級(jí)優(yōu)化算法。兩級(jí)優(yōu)化算法使用存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)并且通過(guò)微處理器被執(zhí)行。
另一方面，提供了一種優(yōu)化電機(jī)繞組和疊片設(shè)計(jì)的兩級(jí)優(yōu)化算法。這種兩級(jí)優(yōu)化算法包括第一最優(yōu)化模塊和第二最優(yōu)化模塊。將第一最優(yōu)化模塊設(shè)計(jì)為根據(jù)第二最優(yōu)化模塊的輸出生成第一最優(yōu)化方案，將第二最優(yōu)化模塊設(shè)計(jì)為根據(jù)第一最優(yōu)化模塊的輸出生成第二最優(yōu)化方案。此外，兩級(jí)優(yōu)化算法還被設(shè)計(jì)為根據(jù)第一和第二最優(yōu)化方案生成總體最優(yōu)化方案。
圖2為利用

圖1所示的系統(tǒng)的兩級(jí)優(yōu)化算法的詳細(xì)圖的典型實(shí)施例。
圖3為利用圖1所示的系統(tǒng)的兩級(jí)優(yōu)化算法的詳細(xì)圖的另一個(gè)實(shí)施例。
圖4為使用圖1所示的用于實(shí)現(xiàn)繞組疊片最優(yōu)化設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的服務(wù)器結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化框圖。
圖5為用于實(shí)現(xiàn)繞組疊片設(shè)計(jì)最優(yōu)化的服務(wù)器結(jié)構(gòu)的另一個(gè)實(shí)施例的擴(kuò)展版框圖。
發(fā)明詳述圖1為按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)電機(jī)繞組疊片設(shè)計(jì)最優(yōu)化的系統(tǒng)10的示意圖。系統(tǒng)10包括計(jì)算機(jī)14，計(jì)算機(jī)14包括適合執(zhí)行計(jì)算機(jī)14的所有功能的處理器18，和用于存儲(chǔ)程序、信息和數(shù)據(jù)的電子存儲(chǔ)裝置或數(shù)據(jù)庫(kù)22。此外，計(jì)算機(jī)14與顯示器26和用戶接口30連接，其中，顯示器26用于顯示信息、數(shù)據(jù)和圖形表示，用戶接口30，例如鍵盤(pán)或鼠標(biāo)，使用戶能夠向計(jì)算機(jī)14輸入信息、數(shù)據(jù)和問(wèn)題。在這個(gè)典型實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)14還包括第二電子存儲(chǔ)設(shè)備34，它用于存儲(chǔ)最優(yōu)化算法38。最優(yōu)化算法38執(zhí)行包括繞組最優(yōu)化級(jí)和疊片最優(yōu)化級(jí)的兩級(jí)最優(yōu)化策略。因此，算法38包括第一模塊，如繞組最優(yōu)化模塊42，和第二模塊，如疊片最優(yōu)化模塊46。在另一個(gè)實(shí)施例中，算法38包括在數(shù)據(jù)庫(kù)22中。兩級(jí)優(yōu)化算法38將由疊片模塊46在疊片最優(yōu)化級(jí)計(jì)算的最優(yōu)疊片方案與由繞組模塊42在繞組最優(yōu)化級(jí)計(jì)算的最優(yōu)繞組方案鏈接起來(lái)。
兩級(jí)優(yōu)化算法38在繞組最優(yōu)化級(jí)和疊片最優(yōu)化級(jí)處理小集變量。此外，在同時(shí)考慮繞組和疊片優(yōu)先的同時(shí)，將模塊42和46計(jì)算的結(jié)果分解，從而繞組和疊片的設(shè)計(jì)者更多的自主權(quán)。
圖2為由系統(tǒng)10(如圖1所示)使用的兩級(jí)優(yōu)化算法38(如圖1所示)的詳細(xì)圖的典型實(shí)施例。在圖2中，圖2中用與圖1中相同的標(biāo)號(hào)標(biāo)識(shí)相同的部件。數(shù)據(jù)庫(kù)22(如圖1所示)包含繞組參數(shù)，繞組參數(shù)包括但不限于線規(guī)、匝數(shù)、電容尺寸、機(jī)座尺寸、繞組數(shù)和線圈數(shù)等。繞組最優(yōu)化模塊42利用用于繞組級(jí)的數(shù)學(xué)規(guī)劃模型，它包括電機(jī)級(jí)變量，電機(jī)級(jí)變量包括但不限于繞組材料，即銅或鋁導(dǎo)線，電容器尺寸、電機(jī)外殼尺寸、機(jī)座尺寸、繞組數(shù)、線圈數(shù)和線規(guī)等。疊片模塊46利用用于轉(zhuǎn)子級(jí)最優(yōu)化的數(shù)學(xué)規(guī)劃模型，它具有連續(xù)的和離散的疊片幾何變量。連續(xù)疊片幾何變量，如槽深、內(nèi)徑、外徑和槽寬等，為具有開(kāi)集數(shù)值的變量。例如，槽深可以選擇為0.325英寸、1.0英寸、1.8英寸或者它們之間的任意數(shù)值。離散疊片變量，如鋼片厚度，是具有閉集數(shù)值的變量。例如，可能的鋼片厚度值只可以是從可以制造的厚度中選擇的值。
設(shè)計(jì)人員利用接口30(如圖1所示)輸入兩組性能約束。第一組性能約束與疊片形狀有關(guān)，如疊片層數(shù)和疊片尺寸。第二組性能約束由需要的理想性能確定，如電機(jī)尺寸、效率、輸出功率、成本、轉(zhuǎn)矩、電流、電流密度和電機(jī)速度等，但不限于此。在輸入性能約束之后，繞組最優(yōu)化模塊42利用存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)22中的繞組參數(shù)計(jì)算并且給繞組級(jí)最優(yōu)化數(shù)學(xué)規(guī)劃模型輸出多個(gè)方案或數(shù)據(jù)組。這些輸出方案是繞組級(jí)最優(yōu)化數(shù)學(xué)規(guī)劃模型使用繞組參數(shù)與電機(jī)級(jí)變量可能的不同組合的方案。因此，繞組最優(yōu)化模型42改變由繞組級(jí)最優(yōu)化數(shù)學(xué)模型使用的電機(jī)級(jí)變量和繞組參數(shù)，從而計(jì)算多種不同的可能繞組結(jié)構(gòu)。
將可能繞組結(jié)構(gòu)輸出到疊片模塊46，其中，繞組結(jié)構(gòu)用于求解疊片級(jí)最優(yōu)化數(shù)學(xué)規(guī)劃模型。對(duì)于每個(gè)從繞組模塊42輸出的繞組結(jié)構(gòu)，疊片模塊46計(jì)算最優(yōu)疊片幾何結(jié)構(gòu)。疊片最優(yōu)化模塊46利用來(lái)自繞組最優(yōu)化模塊42的輸出以及存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)22中的包括機(jī)加工數(shù)據(jù)的疊片幾何變量數(shù)據(jù)，計(jì)算疊片形狀，該疊片形狀將與繞組模型42的每個(gè)有關(guān)輸出結(jié)合起來(lái)，至少滿足由設(shè)計(jì)者輸入的第一組性能約束中的一個(gè)約束。然后將每種疊片形狀輸出到數(shù)據(jù)庫(kù)22。然后，疊片模塊46利用存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)22中的疊片形狀和第二組性能約束確定最優(yōu)幾何響應(yīng)面。最優(yōu)幾何響應(yīng)面包括由疊片最優(yōu)化模型46計(jì)算的，至少滿足第二組性能約束中的一個(gè)約束的疊片形狀。
然后將最優(yōu)幾何響應(yīng)面輸出到繞組最優(yōu)化模塊42，其中，至少計(jì)算一個(gè)最優(yōu)繞組方案或數(shù)據(jù)組。為了計(jì)算最優(yōu)繞組方案，繞組最優(yōu)化模塊42改變電機(jī)級(jí)變量，并且從最優(yōu)幾何響應(yīng)面得到對(duì)應(yīng)每次變化的最優(yōu)疊片，從而產(chǎn)生候選的繞組-疊片結(jié)構(gòu)。然后，用算法38(如圖1所示)計(jì)算制造目標(biāo)，如每個(gè)候選繞組-疊片結(jié)構(gòu)的成本和效率額定值。然后，根據(jù)對(duì)應(yīng)的成本和性能值，輸出每個(gè)候選繞組-疊片結(jié)構(gòu)并且進(jìn)行評(píng)估，從而確定總體的或者最理想的繞組-疊片結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，將由算法38輸出的候選繞組-疊片結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，如數(shù)據(jù)庫(kù)22。
圖3為由系統(tǒng)10(如圖1所示)利用的兩級(jí)優(yōu)化算法38(如圖1所示)的詳細(xì)圖的另一個(gè)實(shí)施例。在圖3中，用與圖1中使用的相同的參考數(shù)字對(duì)圖3中與圖1的系統(tǒng)10相同的部分進(jìn)行識(shí)別。數(shù)據(jù)庫(kù)22(如圖1所示)包含繞組參數(shù)如線規(guī)、匝數(shù)、電容尺寸、機(jī)座尺寸、繞組數(shù)和線圈數(shù)等。數(shù)據(jù)庫(kù)22還包括一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)制遣疊片形狀和與每個(gè)疊片形狀特征有關(guān)的具體數(shù)據(jù)的列表，包括槽深、鋼片厚度、內(nèi)徑、外徑和槽寬等，但不限于此。繞組最優(yōu)化模塊42利用數(shù)學(xué)規(guī)劃模型實(shí)現(xiàn)繞組級(jí)最優(yōu)化。數(shù)學(xué)規(guī)劃模型利用電機(jī)級(jí)變量如繞組材料，即銅或鋁導(dǎo)線，電容尺寸、電機(jī)外殼尺寸、機(jī)座尺寸、繞組數(shù)、線圈數(shù)和線規(guī)等。疊片模塊46利用用于疊片級(jí)最優(yōu)化的數(shù)學(xué)規(guī)劃模型，該數(shù)學(xué)規(guī)劃模型具有疊片幾何變量，如槽深、內(nèi)徑、外徑、槽寬和鋼片厚度等。
設(shè)計(jì)者利用接口30(如圖1所示)輸入兩組性能約束。第一組性能約束與疊片形狀有關(guān)，如疊片層數(shù)和疊片尺寸等。第二組性能約束由需要的理想性能確定，如電機(jī)尺寸、效率、功率輸出、成本、轉(zhuǎn)矩、電流、電流密度和電機(jī)速度等，但不限于此。在輸入性能約束之后，疊片最優(yōu)化模塊46為疊片級(jí)最優(yōu)化數(shù)學(xué)規(guī)劃模型生成并且輸出多個(gè)方案或數(shù)據(jù)組。多個(gè)輸出求出至少滿足在第一組性能約束中的一個(gè)約束的可能的疊片形狀。生成的多個(gè)疊片形狀是從存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)22中的標(biāo)準(zhǔn)制造疊片形狀中選擇的。
將可能疊片形狀輸出到繞組最優(yōu)化模塊42，其中，疊片形狀用于求解繞組級(jí)最優(yōu)化數(shù)學(xué)規(guī)劃模型。繞組最優(yōu)化模型42利用存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)22中的繞組參數(shù)和電機(jī)級(jí)變量為每個(gè)疊片形狀至少計(jì)算一個(gè)最優(yōu)繞組結(jié)構(gòu)，它將與疊片形狀一起至少滿足第二組性能約束中的一個(gè)約束。然后，將每個(gè)繞組結(jié)構(gòu)輸出到數(shù)據(jù)庫(kù)22。然后，繞組模塊42利用存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)22中的繞組結(jié)構(gòu)，為每個(gè)由疊片模塊46輸出的疊片形狀確定最優(yōu)繞組變量響應(yīng)面。最優(yōu)繞組變量響應(yīng)面包括所有為有關(guān)的疊片形狀計(jì)算的繞組結(jié)構(gòu)。
然后，將最優(yōu)繞組變量響應(yīng)面輸出到疊片模塊46，在疊片模塊46中至少計(jì)算一個(gè)最優(yōu)疊片方案或數(shù)據(jù)組。為了計(jì)算最優(yōu)疊片方案，疊片模塊46改變疊片幾何變量和從最優(yōu)繞組變量響應(yīng)面得到的對(duì)應(yīng)最優(yōu)繞組變量，對(duì)于每次變化產(chǎn)生一個(gè)候選繞組-疊片結(jié)構(gòu)。然后，受第二組性能約束中的至少一個(gè)約束的控制，用算法38(如圖1所示)為每個(gè)候選繞組-疊片結(jié)構(gòu)計(jì)算制造目標(biāo)，如成本、磁動(dòng)勢(shì)(MMF)、效率額定值或者它們的組合等。然后，隨著對(duì)應(yīng)的成本和性能值輸出每個(gè)候選繞組-疊片結(jié)構(gòu)并且進(jìn)行評(píng)估，從而確定總體的或者最理想的繞組-疊片結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，將由算法38輸出的候選繞組-疊片結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)如數(shù)據(jù)庫(kù)22中。
圖4為用于對(duì)繞組-疊片結(jié)構(gòu)進(jìn)行最優(yōu)化的服務(wù)器系統(tǒng)100的簡(jiǎn)化框圖。在另一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)14(如圖1所示)為可以利用互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的一部分。系統(tǒng)100包括一個(gè)服務(wù)器系統(tǒng)112和多個(gè)連接到服務(wù)器系統(tǒng)112的客戶機(jī)系統(tǒng)114。在一個(gè)實(shí)施例中，客戶機(jī)系統(tǒng)114為計(jì)算機(jī)，如計(jì)算機(jī)14(如圖1所示)，包括網(wǎng)絡(luò)瀏覽器，因此，服務(wù)器系統(tǒng)112可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)訪問(wèn)客戶機(jī)系統(tǒng)114?？蛻魴C(jī)系統(tǒng)114通過(guò)包括網(wǎng)絡(luò)，如局域網(wǎng)(LAN)或廣域網(wǎng)(WAN)、撥號(hào)連接、電纜調(diào)制解調(diào)器和高速I(mǎi)SDN專用線，的多種接口與互聯(lián)網(wǎng)相互連接?？蛻魴C(jī)系統(tǒng)114可以是能夠與互聯(lián)網(wǎng)相互連接的任何設(shè)備，包括基于網(wǎng)絡(luò)的(web-based)電話、或者其它基于網(wǎng)絡(luò)的可連接設(shè)備。如以下更詳細(xì)描述的，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器116連接到包含關(guān)于各種產(chǎn)品的產(chǎn)品相關(guān)信息的中央數(shù)據(jù)庫(kù)120。在一個(gè)實(shí)施例中，中央數(shù)據(jù)庫(kù)120存儲(chǔ)在服務(wù)器系統(tǒng)112上并且可以被客戶機(jī)系統(tǒng)114上的潛在用戶通過(guò)客戶機(jī)系統(tǒng)114登錄到服務(wù)器系統(tǒng)112來(lái)訪問(wèn)。在另一個(gè)實(shí)施例中，中央數(shù)據(jù)庫(kù)120被存儲(chǔ)在遠(yuǎn)離服務(wù)器系統(tǒng)112的地方。
圖5為與圖1所示系統(tǒng)一起使用的，用于對(duì)繞組-疊片結(jié)構(gòu)進(jìn)行最優(yōu)化的服務(wù)器結(jié)構(gòu)200的另一個(gè)實(shí)施例擴(kuò)展版框圖。在圖5中，用與系統(tǒng)100(如圖4所示)中相同的標(biāo)號(hào)標(biāo)識(shí)系統(tǒng)200中相同的部分。系統(tǒng)200包括服務(wù)器系統(tǒng)212和客戶機(jī)系統(tǒng)214。服務(wù)器系統(tǒng)212還包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器216、應(yīng)用程序服務(wù)器224、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器226、目錄服務(wù)器230和郵件服務(wù)器232。盤(pán)片存儲(chǔ)單元234與數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器216和目錄服務(wù)器230連接。服務(wù)器216、224、226、230和232連接在局域網(wǎng)(LAN)236中。此外，系統(tǒng)管理員工作站238、用戶工作站240和監(jiān)管員工作站242連接到LAN 236?；蛘?，工作站238、240和242通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)鏈接連接到LAN 236或通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接。
每個(gè)工作站238、240和242是一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)，如具有網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的計(jì)算機(jī)14(如圖1所示)。雖然上述典型地在工作站執(zhí)行的功能描述為在各個(gè)工作站執(zhí)行，但是，這些功能也可以被連接LAN 236的多臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)中的一臺(tái)計(jì)算機(jī)來(lái)執(zhí)行。將工作站238、240和242按照相關(guān)的單獨(dú)功能來(lái)描述只是為了有利于理解可以由訪問(wèn)LAN 236的個(gè)人執(zhí)行的不同類型的功能。
在另一個(gè)實(shí)施例中，將服務(wù)器系統(tǒng)212配置為利用通信，通過(guò)ISP互聯(lián)網(wǎng)連接248與不同的個(gè)人或雇員244以及第三方246，例如內(nèi)部或外部審計(jì)員，連接。在典型實(shí)施例中的通信描述為通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行，但是，在其它實(shí)施例中可以利用任何其它廣域網(wǎng)(WAN)型通信，即不限于通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)實(shí)施系統(tǒng)和處理。此外，除了WAN 250，可以用局域網(wǎng)236代替WAN 250。
在典型實(shí)施例中，擁有工作站254的任何經(jīng)過(guò)授權(quán)的個(gè)人商業(yè)實(shí)體的雇員可以訪問(wèn)運(yùn)行的(locomotive)管理系統(tǒng)?？蛻魴C(jī)系統(tǒng)中的一臺(tái)客戶機(jī)包括位于遠(yuǎn)程位置的工作站256。工作站254和256為具有網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的個(gè)人計(jì)算機(jī)。此外，將工作站254和256配置為與服務(wù)器系統(tǒng)212進(jìn)行通信。
雖然已經(jīng)根據(jù)各種具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在權(quán)利要求的主旨和范圍以內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改。
附以下為附圖組件清單
權(quán)利要求
1.一種用計(jì)算機(jī)(14)實(shí)現(xiàn)電機(jī)繞組和疊片結(jié)構(gòu)最優(yōu)化的方法，計(jì)算機(jī)(14)包括用于執(zhí)行計(jì)算機(jī)功能的微處理器(18)、用于存儲(chǔ)最優(yōu)化數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)(22)、以及具有第一最優(yōu)化模塊(42)和第二最優(yōu)化模塊(46)的兩級(jí)優(yōu)化算法(38)，所述方法包括利用第一最優(yōu)化模塊生成多個(gè)數(shù)據(jù)組；利用第二最優(yōu)化模塊確定基于數(shù)據(jù)組的最優(yōu)響應(yīng)面；利用第一最優(yōu)化模塊根據(jù)最優(yōu)響應(yīng)面確定最優(yōu)數(shù)據(jù)組；以及根據(jù)最優(yōu)數(shù)據(jù)組輸出最優(yōu)繞組和疊片結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，生成多個(gè)數(shù)據(jù)組包括利用存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)(22)中的電機(jī)級(jí)變量以及繞組參數(shù)中的至少一個(gè)參數(shù)生成多個(gè)繞組結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中，確定最優(yōu)響應(yīng)面包括為每個(gè)繞組結(jié)構(gòu)確定至少一個(gè)疊片形狀，它將與每個(gè)繞組結(jié)構(gòu)結(jié)合起來(lái)滿足第一組性能約束；將每個(gè)疊片形狀輸出到數(shù)據(jù)庫(kù)(22)；以及根據(jù)疊片形狀，確定滿足第二組性能約束的最優(yōu)幾何響應(yīng)面。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，確定最優(yōu)數(shù)據(jù)組包括根據(jù)最優(yōu)幾何響應(yīng)面和預(yù)定制造目標(biāo)計(jì)算最優(yōu)繞組方案。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，輸出最優(yōu)繞組和疊片結(jié)構(gòu)包括根據(jù)最優(yōu)繞組方案輸出最優(yōu)繞組和疊片結(jié)構(gòu)；以及輸出對(duì)應(yīng)于最優(yōu)繞組和疊片結(jié)構(gòu)的成本和性能值。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，生成多個(gè)數(shù)據(jù)組包括包括生成多個(gè)滿足第一組性能約束的疊片形狀，其中，多個(gè)疊片形狀是從存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)(22)中標(biāo)準(zhǔn)制造疊片形狀中選擇的。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，確定最優(yōu)響應(yīng)面包括利用存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)(22)中的繞組參數(shù)和電機(jī)級(jí)變量，為每個(gè)生成的疊片形狀確定至少一個(gè)繞組結(jié)構(gòu)，它與疊片形狀結(jié)合起來(lái)滿足第二組性能約束；將每個(gè)繞組結(jié)構(gòu)輸出到數(shù)據(jù)庫(kù)；以及確定最優(yōu)繞組響應(yīng)面。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，確定最優(yōu)數(shù)據(jù)組包括根據(jù)最優(yōu)繞組響應(yīng)面和預(yù)定制造目標(biāo)計(jì)算最優(yōu)疊片方案。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，輸出最優(yōu)繞組和疊片結(jié)構(gòu)包括根據(jù)最優(yōu)疊片方案輸出最優(yōu)繞組和疊片結(jié)構(gòu)，以及輸出對(duì)應(yīng)于最優(yōu)繞組和疊片結(jié)構(gòu)的成本和性能值。
10.一種實(shí)現(xiàn)電機(jī)繞組和疊片結(jié)構(gòu)最優(yōu)化的系統(tǒng)(10)，所述系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)(14)，所述計(jì)算機(jī)包括一個(gè)微處理器(18)，用于執(zhí)行計(jì)算機(jī)功能；一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)(22)，連接到所述微處理器，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；以及一個(gè)兩級(jí)優(yōu)化算法(38)，該算法包括第一最優(yōu)化模塊(42)和第二最優(yōu)化模塊(46)，所述兩級(jí)優(yōu)化算法利用存儲(chǔ)在所述數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)并且由所述微處理器執(zhí)行。
11.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)(10)，其中，所述第一最優(yōu)化模塊(42)是繞組最優(yōu)化模塊，所述計(jì)算機(jī)(14)被程序化為利用所述繞組最優(yōu)化模塊生成多個(gè)繞組結(jié)構(gòu)，所述繞組最優(yōu)化模塊利用存儲(chǔ)在所述數(shù)據(jù)庫(kù)(22)中的電機(jī)級(jí)變量和至少一個(gè)繞組參數(shù)。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)(10)，其中，所述第二最優(yōu)化模塊(46)是疊片最優(yōu)化模塊，所述計(jì)算機(jī)(14)還被程序化為利用所述疊片最優(yōu)化模塊為每個(gè)繞組結(jié)構(gòu)確定至少一個(gè)疊片形狀，它將與繞組結(jié)構(gòu)結(jié)合在一起滿足第一組性能約束。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)(10)，其中，所述計(jì)算機(jī)(14)還被程序化為根據(jù)疊片形狀，利用所述疊片最優(yōu)化模塊(46)生成最優(yōu)幾何響應(yīng)面，該最優(yōu)幾何響應(yīng)面滿足第二組性能約束。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)(10)，其中，所述計(jì)算機(jī)(14)還被程序化為根據(jù)最優(yōu)幾何響應(yīng)面和預(yù)定制造目標(biāo)，利用所述繞組最優(yōu)化模塊(42)生成最優(yōu)繞組方案。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)(10)，其中，所述計(jì)算機(jī)(14)還被程序化為根據(jù)最優(yōu)繞組方案，輸出最優(yōu)繞組和疊片結(jié)構(gòu)并且輸出對(duì)應(yīng)于最優(yōu)繞組和疊片結(jié)構(gòu)的成本和性能值。
16.如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)(10)，其中，所述第一最優(yōu)化模塊(42)是疊片最優(yōu)化模塊，所述計(jì)算機(jī)(14)被程序化為利用所述疊片最優(yōu)化模塊生成多個(gè)滿足第一組性能約束的疊片形狀，多個(gè)疊片形狀是從存儲(chǔ)在所述數(shù)據(jù)庫(kù)(22)中的標(biāo)準(zhǔn)制造疊片形狀申選擇的。
17.如權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)(10)，其中，所述第二最優(yōu)化模塊(46)是繞組最優(yōu)化模塊，所述計(jì)算機(jī)(14)還被配置為利用存儲(chǔ)在所述數(shù)據(jù)庫(kù)(22)中的繞組參數(shù)和電機(jī)級(jí)變量，為每個(gè)生成的疊片形狀確定至少一個(gè)繞組結(jié)構(gòu)，它將與生成的疊片形狀結(jié)合起來(lái)滿足第二組性能約束。
18.如權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)(10)，其中，所述計(jì)算機(jī)(14)還被配置為利用所述繞組最優(yōu)化模塊(42)根據(jù)繞組結(jié)構(gòu)生成最優(yōu)繞組響應(yīng)面。
19.如權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)(10)，其中，所速計(jì)算機(jī)(14)還被配置為利用所述疊片最優(yōu)化模塊(46)根據(jù)最優(yōu)繞組響應(yīng)面和預(yù)定制造目標(biāo)生成最優(yōu)疊片方案。
20.如權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)(10)，其中，所述計(jì)算機(jī)(14)還被配置為根據(jù)最優(yōu)疊片方案輸出最優(yōu)繞組和疊片結(jié)構(gòu)，并且輸出對(duì)應(yīng)于最優(yōu)繞組和疊片結(jié)構(gòu)的成本性能值。
21.一種實(shí)現(xiàn)電機(jī)的繞組和疊片最優(yōu)化的兩級(jí)優(yōu)化算法(38)，該算法包括一個(gè)第一最優(yōu)化模塊(42)；以及一個(gè)第二最優(yōu)化模塊(46)；其中，將所述第一最優(yōu)化模塊配置為根據(jù)來(lái)自所述第二最優(yōu)化模塊的輸出生成第一最優(yōu)化方案，并且將所述第二最優(yōu)化模塊配置為根據(jù)來(lái)自所述第一最優(yōu)化模塊的輸出生成第二最優(yōu)化方案，將所述兩級(jí)優(yōu)化算法配置為根據(jù)第一和第二最優(yōu)化方案生成總體最優(yōu)化方案。
22.如權(quán)利要求21所述的算法(38)，其中，所述第一最優(yōu)化模塊(42)為繞組最優(yōu)化模塊，該模塊被配置為利用存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)(22)中的至少一個(gè)繞組參數(shù)和電機(jī)級(jí)變量生成多個(gè)繞組結(jié)構(gòu)。
23.如權(quán)利要求22所述的算法(38)，其中，所述第二最優(yōu)化模塊(46)為疊片最優(yōu)化模塊，該模塊被配置為為每個(gè)繞組結(jié)構(gòu)至少生成一個(gè)疊片形狀，它將與繞組結(jié)構(gòu)結(jié)合起來(lái)滿足第一組性能約束。
24.如權(quán)利要求23所述的算法(38)，其中，所述疊片最優(yōu)化模塊(46)還被配置為根據(jù)疊片形狀生成最優(yōu)幾何響應(yīng)面，這個(gè)最優(yōu)幾何尺寸響應(yīng)面滿足第二組性能約束。
25.如權(quán)利要求24所述的算法(38)，其中，所述繞組最優(yōu)化模塊(42)還被配置為根據(jù)最優(yōu)幾何響應(yīng)面和預(yù)定制造目標(biāo)生成最優(yōu)繞組方案。
26.如權(quán)利要求25所述的算法(38)，其中，所述總體最優(yōu)方案是根據(jù)最優(yōu)繞組方案的最優(yōu)繞組和疊片結(jié)構(gòu)，所述兩級(jí)優(yōu)化算法還被配置為輸出對(duì)應(yīng)于最優(yōu)繞組和疊片結(jié)構(gòu)的成本和性能值。
27.如權(quán)利要求21所述的算法(38)，其中，所述第一最優(yōu)化模塊(42)為疊片最優(yōu)化模塊，該模塊被配置為生成滿足第一組性能約束的多個(gè)疊片形狀，所述多個(gè)疊片形狀是從存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)(22)中的標(biāo)準(zhǔn)制遣疊片形狀中選擇的。
28.如權(quán)利要求27所述的算法(38)，其中，所述第二最優(yōu)化模塊(46)為繞組最優(yōu)化模塊，該模塊被配置為利用存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)(22)中的繞組參數(shù)和電機(jī)級(jí)變量為每個(gè)生成的疊片形狀至少確定一個(gè)繞組結(jié)構(gòu)，它將與生成的疊片形狀結(jié)合起來(lái)滿足第二組性能約束。
29.如權(quán)利要求28所述的算法(38)，其中，所述繞組最優(yōu)化模塊(42)還被配置為根據(jù)繞組結(jié)構(gòu)生成最優(yōu)繞組響應(yīng)面。
30.如權(quán)利要求29所述的算法(38)，其中，所述疊片最優(yōu)化模塊(46)還被配置為根據(jù)最優(yōu)繞組響應(yīng)面和預(yù)定制造目標(biāo)生成最優(yōu)疊片方案。
31.如權(quán)利要求30所述的算法(38)，其中，所述總體最優(yōu)方案為根據(jù)最優(yōu)疊片方案的最優(yōu)繞組和疊片結(jié)構(gòu)，所述兩級(jí)最優(yōu)化方案還被配置為輸出對(duì)應(yīng)于最優(yōu)繞組和疊片結(jié)構(gòu)的成本性能值。
全文摘要
提供了一種實(shí)現(xiàn)電機(jī)繞組和疊片結(jié)構(gòu)最優(yōu)化的方法。該方法使用計(jì)算機(jī)(14)和兩級(jí)優(yōu)化算法(38)，其中，計(jì)算機(jī)(14)包括用于執(zhí)行計(jì)算機(jī)功能的微處理器(18)和用于存儲(chǔ)最優(yōu)化數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)(22)，兩級(jí)優(yōu)化算法(38)具有第一最優(yōu)化模塊(42)和第二最優(yōu)化模塊(46)。該方法包括利用第一模塊生成多個(gè)數(shù)據(jù)組，確定基于數(shù)據(jù)組的最優(yōu)響應(yīng)面，利用第二模塊，根據(jù)最優(yōu)響應(yīng)面確定最優(yōu)數(shù)據(jù)組，利用第一模塊，并且根據(jù)最優(yōu)數(shù)據(jù)組輸出最優(yōu)繞組和疊片結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)G06F17/50GK1412685SQ0214755
公開(kāi)日2003年4月23日 申請(qǐng)日期2002年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月15日
發(fā)明者D·M·薩班, J·L·奧爾登坎普, L·王, K·巴德里納斯, R·V·塔佩塔, P·L·楊森 申請(qǐng)人:通用電氣公司