基于等几何分析的电机参数与形状联合优化
最优化与控制
2025-03-18 v2
摘要
在结构优化中，参数与形状均对模型性能有影响。然而，传统优化技术通常将参数或形状分开考虑。本文提出一种简单而有效的方法，在等几何分析（IGA）框架下联合参数与形状优化，以解决该问题。该优化采用灵敏度分析，确定目标函数相对于参数及表示几何的控制点的梯度。相对于控制点的梯度利用伴随方法以解析方式计算，从而可通过改变这些控制点直接进行形状优化。鉴于单一几何参数的改变对应于多个控制点的修改，采用链式法则以高效的半解析方式获得相对于参数的梯度。所提方法以包含永磁同步电机的非线性二维静磁仿真为例加以应用，并与分别采用参数优化与形状优化所得设计进行比较。数值结果表明，通过同时调整转子参数与形状，可减小永磁体质量并几乎完全消除转矩脉动。该方法能够生成新颖设计，并有望大幅缩短优化时间。
引用
@article{arxiv.2311.06046,
title = {Combined Parameter and Shape Optimization of Electric Machines with Isogeometric Analysis},
author = {Michael Wiesheu and Theodor Komann and Melina Merkel and Sebastian Schöps and Stefan Ulbrich and Idoia Cortes Garcia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.06046},
year = {2025}
}