[发明专利]一种电机设计方法及系统

摘要

本发明属于电机设计技术领域，公开了一种电机设计方法及系统，所述电机设计系统包括AnsoftMaxwell模块、Adams模块、Matlab/Simulink模块、无线传输模块、状态检测模块、驱动加载模块、触控模块。AnsoftMaxwell模块通过电路线连接Adams模块；Adams模块通过电路线连接Matlab/Simulink模块。建立机电产品绿色度评价的指标体系的基础上，结合产品多生命周期理论，对位于网络层元素的相互关系建立判断矩阵，并利用网络架构的分析方法求出极限超矩阵及各底层指标权重，通过与现有方法对比，本发明得到的数据更加全面合理。

主权项

一种电机设计系统，其特征在于，所述电机设计系统包括：AnsoftMaxwell模块，与Adams模块连接，用于根据实际要求，利用AnsoftMaxwell模块设计出符合实际要求的电机模型；AnsoftMaxwell模块设计电机模型的方法包括：选取调配函数，作连结各样条小区间的两个端点的直线以及连结以及对应的两相邻de Boor控制顶点的直线，作各样条小区间上的样条曲线上的点与连结各样条小区间的两个端点的直线上的点的差得到增量向量；将增量向量通过伸缩后平移到连结两相邻de Boor控制顶点的直线上就得到了各样条小区间插值于de Boor控制顶点的插值曲线；对于三次B样条曲线，得到调配函数用Bézier形式的表示式，构造的插值于控制顶点的曲线是三次B样条插值曲线；构造插值曲线的方法包括：给定型值点列d0，d1，d2，…，dm，补充辅助点d‑2，d‑1…和dm+1，dm+2…，样条结点序列为：…≤t‑1≤a＝t0＜t1＜t2＜…＜tm‑1＜tm＝b≤tm+1≤…；将{dj}作为de Boor控制顶点序列，得n阶B样条曲线，记为：d(t)=ΣjdjNj,n(t),a≤t≤b;]]>其中Nj，n(t)是n阶B样条基函数，其支集设为区间为实数取整；构造曲线dI(t)，满足插值条件：dI(tk)＝dk，k＝0，1，2，…，m；三次B样条曲线转化为三次B样条插值曲线的方法为：给定区间[a，b]的一个扩充分划：t‑9≤t‑6≤t‑3≤a＝t0＜t1＜…＜t3i＜t3i+1＜…＜t3m‑1＜t3m＝b≤t3(m+1)≤t3(m+2)≤t3(m+3)；及de Boor控制顶点序列；d‑1，d0，d1，d2，…，dm，dm+1，区间[a，b]上以：{t‑9，t‑6，t‑3，t0，t3，…，t3i，t3(i+1)，…，t3(m‑1)，t3m，t3(m+1)，t3(m+2)，t3(m+3)}；为样条结点的三次B样条曲线记为：d(t)=Σj=-1m+1djNj,4(t),a≤t≤b;]]>其中B样条基函数Nj，4(t)的支集上的样条结点为t3(j‑2)，t3(j‑1)，t3j，t3(j+1)，t3(j+2)；构造一条三次B样条插值曲线dI(t)，使得通过诸型值点列，即满足插值条件：dI(t3k)＝dk，k＝0，1，2，…，m；三次B样条曲线转化为三次B样条插值曲线的方法进一步包括：(1)对于[t3i，t3i+3]上的B样条曲线段：d(t)＝Ni‑1，4(t)di‑1+Ni，4(t)di+Ni+1，4(t)di+1+Ni+2，4(t)di+2，t3i≤t≤t3i+3；构造连接该曲线段两端点d(t3i)和d(t3i+3)的直线段li(t)，使之满足条件：1o.li(t)∈C2[t3i，t3i+3]；2o.li(t3i)＝d(t3i)，li(t3i+3)＝d(t3i+3)，k＝0，1；3o.曲线段li(t)在区间[t3i，t3i+3]上无重结点；具有如下形式：其中调配函数满足条件：1)、2)、3)函数在区间[t3i，t3i+3]上为单调增，从而选取以t3i，t3i+1，t3i+2，t3i+3为单结点的三次样条函数，使之满足上述调配函数的三个条件，由条件1)和2)，经过计算得到的表达式如下：其中是Bernstein基函数；h3i+k＝t3i+k+1‑t3i+k，k＝0，1，2；ci0=h3i2(h3i+h3i+1)(h3i+h3i+1+h3i+2),ci1=h3ih3i+h3i+1+h3i+2,ci2=h3i+h3i+1h3i+h3i+1+h3i+2,ci3=h3ih3i+1+h3i+12+h3ih3i+2+2h3i+1h3i+2(h3i+1+h3i+2)(h3i+h3i+1+h3i+2)=h3i+h3i+1h3i+h3i+1+h3i+2+h3i+1h3i+2(h3i+1+h3i+2)(h3i+h3i+1+h3i+2)<1]]>易知0＜ci0＜ci1＜ci2＜ci3＜1，是区间[t3i，t3i+3]上的单调增函数；在等距结点情形：h3i＝h3i+1＝h3i+2：ci0=16,ci1=13,ci2=23,ci3=56;]]>(2)作曲线段di(t)与直线段li(t)在区间[ti，ti+1]上的差向量：δi(t)＝di(t)‑li(t)，t3i≤t≤t3i+3；δi(t)有性质：a)δi(t)∈C2[t3i，t3i+3]；b)δi(t3i)＝δ(t3i+3)＝0，k＝0，1，差向量δi(t)描述了曲线段d(t)上和直线段li(t)上对应点处的增向量；(3)引入伸缩因子α＞0，作向量αδi(t)，将其平移到直线段上，生成曲线段：其中是连接两相邻de Boor点di和di+1的直线段；副法线向量为：γDi(t3i)＝α2γd(t3i)，γDi(t3i+3)＝α2γd(t3i+3)；其中γDi(t)＝D′i(t)×D″i(t)，γdi(t)＝d′(t)×d″(t)分别表示曲线段Di(t)和d(t)的副法线向量；构造三次B样条插值曲线方法包括：其中t3i≤t≤t3i+3，i＝0，1，2，…，m‑1.也即：t3i≤t≤t3i+3，i＝0，1，2，…，m‑1；Adams模块，与AnsoftMaxwell模块、Matlab/Simulink模块连接，用于将符合实际要求的电机模型导入Adams模块中，形成Adams模块下的仿真模型；Matlab/Simulink模块，与Adams模块、无线传输模块、状态检测模块、驱动加载模块、触控模块连接，用于将Adams模块下的仿真模型输入至Matlab/Simulink模块；所述Matlab/Simulink模块搭建出不同类型电机的控制系统仿真模型，通过电机额定参数与实际输出的对比，分析所述控制系统仿真模型的输出性能，得到输出性能的分析结果；根据所述输出性能的分析结果判断电机模型性能的优劣；如果判断电机模型性能较差，则返回修改电机模型的主要参数，如果判断电机模型性能较好，则结束；无线传输模块，与Matlab/Simulink模块连接，用于发射无线信号，通过远程进行无线连接；状态检测模块，与Matlab/Simulink模块连接，用于实时检测电机运行状态、判断电机是否出现异常情况并将判断结果输出；驱动加载模块，与Matlab/Simulink模块连接，用于对电机电器元件进行程序驱动加载；触控模块，与Matlab/Simulink模块连接，用于实现手动触摸控制操作。