(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202110562327.8 (22)申请日 2021.05.24 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113328603 A (43)申请公布日 2021.08.31 (73)专利权人 大连理工大 学 地址 116024 辽宁省大连市甘井 子区凌工 路2号 (72)发明人 刘巍　孙明浩　程习康　谭子亮　 罗唯奇　朱玉芹　周孟德　张洋　 (74)专利代理 机构 大连理工大 学专利中心 21200 专利代理师 关慧贞 (51)Int.Cl. H02K 49/04(2006.01)H02K 49/10(2006.01) H02K 51/00(2006.01) G06F 30/27(2020.01) G06F 111/06(2020.01) G06F 119/06(2020.01) (56)对比文件 CN 112421932 A,2021.02.26 CN 112182844 A,2021.01.0 5 审查员 宗雪娇 (54)发明名称 一种永磁耦合器涡流损耗功率快速寻优方 法 (57)摘要 本发明一种永磁耦合器涡流损耗功率快速 寻优方法属于永磁涡流传动技术领域， 涉及一种 基于响应面法的永磁耦合器涡流损耗快速寻优 方法。 该方法首先基于实验数据设计永磁耦合器 气隙、 转差与涡流损耗和输出扭矩之间中心复合 实验， 利用响应面法获得永磁耦合器气隙、 转差 与涡流损耗之间的二阶响应面回归模 型。 利用熵 权法生成权重系数构建综合评价函数将多目标 优化问题 转为单目标优化。 最后利用改进的粒子 群优化算法， 对建立的优化问题模 型进行局部寻 优得到最优的永磁耦合器气隙和转差数值， 并通 过构建的响应面模型得到永磁耦合器涡流损耗 功率的最优值。 该方法具有 流程简单， 计算方便， 精度和可靠性较高， 节省时间， 提高了 计算速度。 权利要求书4页 说明书7页 附图3页 CN 113328603 B 2022.05.13 CN 113328603 B 1.一种永磁耦合器涡流损耗功率快速寻优方法， 其特征是， 该方法采用响应面法， 通过 设计中心复合实验获得永磁耦合器气隙、 转差与涡 流损耗和输出扭矩之间的二阶响应面回 归模型， 再利用熵权法生成权重系数构建综合评价函数将多目标优化问题转为单目标优化 问题， 最后利用改进的粒子群优化算法对建立永磁耦合器的涡 流损耗功 率优化数学模型进 行局部寻优并得到一组最优的气隙和转差优化结果， 并通过构建的响应面模型得到涡流损 耗的局部最优值； 方法的具体步骤如下： 第一步， 基于永磁耦合器的传动特性设计中心复合实验； 基于永磁耦合器的传动特性设计中心复合实验， 由于随着转差增加， 涡流损耗变化呈 现指数增长， 并且过大涡流损耗会使导体盘高温失效从而降低传动效率； 因此选取转差数 值不大于60rpm进 行中心复合 实验， 保证数学模型的准确性和实用性； 通过设计中心复合 实 验获得不同设计 变量xi的响应值； 第二步， 建立响应面 二阶回归 模型； 通过上述的中心复合实验， 建立 二阶响应面回归 模型即： 式中， Y—响应值； β0、 βi、 βii、 βij—响应面 的回归系数； n—设计变量 的个数； ζ—观测误 差； xi—第i个设计 变量； 其中， β 通过最小二乘法拟合得到， 表达式为： β ＝(XTX)‑1XTY       (2) 式中， X—由设计变量所构成的矩阵； yi—实验获得的实际值； Y—由实际值构成的列向 量； 由于输出转矩是衡量永磁耦合器传动效率的关键， 所以将输出转矩引入目标函数提高 数学模型的准确性； 最后根据式(1)、 (2)、 (3)和(4)得到永磁耦合器的涡 流损耗功率以及输 出转矩的响应面 二阶回归函数； 第三步， 利用熵权法生成权 重系数建立综合评价 函数； 1)建立指标的初始 矩阵 根据设计中心复合实验构造指标的初始 矩阵即权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 113328603 B 22)对指标进行 标准化处理 由于各指标的单位不同， 需要对指标进行标准化处理， 解决各指标单位不统一的问题， 公式(6)为 正向指标的标准 化， 公式(7)为负向指标的标准 化； 式中， xij—第i个样本， 第j个指标的数值； x ′ij—指标进行 标准化后的数值； 3)计算各指标在样本下的比重 利用上述 求得标准化处理后指标的数值， 计算各指标 下样本的比重并构建比重矩阵； 式中， yij—第i个样本,第j个指标的比重； Y—yij构成的比重矩阵； 4)计算指标信息熵和信息效用值 通过式(8)、 (9)得到第j个指标的信息熵为： 式中， n—对象的个数； 根据式(10)得 出信息效用值 为： dj＝1‑ej         (11) 5)计算指标权 重 通过式(10)和(1 1)得到第j个指标的权 重为：权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 113328603 B 3