【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于仿真，具体归到对电机性能进行优化的电机仿真系统。
技术介绍
1、现有的电机仿真系统功能较为单一，且针对性较差，不能全面的实现针对性教学的目的，而且教学过程中面对的各型电机仿真的针对性也不一样，而且最重要的是，现有的仿真系统在对各种数据进行采集后，无法模拟得出电机的极限，在适配电机时，不能获得较好的指导性建议，而且现有的模拟软件不能较好的通过调整某一参数来得出因该参数的改变带来的整体电机性能的变化的直观体现，具有一定的局限性。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种用于电机运行模拟仿真系统，包括硬件部分和软件部分，硬件部分包括电机模拟器、数据采集设备，所述软件部分包括仿真模型、图形用户界面；
2、硬件部分包括电机模拟器和数据采集设备，其中电机模拟器采用高性能dsp或fpga芯片，实现对电机模型的实时计算，数据采集设备包括电压、电流、速度、位置等传感器，实时监测电机工作状态；软件部分包括仿真模型和图形用户界面，其中仿真模型建立精确的电机数学模型，实现对电机运行的高精度仿真，图形用户界面提供友好的用户操作界面，方便用户设置仿真参数、观察仿真结果、分析数据。
3、所述的仿真模型采用粒子群优化算法实现数据参数最优化筛选，所述仿真模型的流程包括如下步骤：
4、步骤一、初始化：设置粒子群规模，优选20组，设置例子的初始位置和速度；
5、步骤二、评估适应度：根据电机仿真结果的误差结果，评估每个例子的适应度；
6、步骤三、更新速
7、vi(t+1)＝ω*vi(t)+c1*rand()*(pbestt-xi(t))+c2*rand()*(gbestt-xi(t))
8、其中，vi(t+1)和vi(t)分别表示粒子i在t+1和t时的速度，ω为惯性权重，c1和c2为加速因子，pbestt表示粒子i在t时的自身最佳位置，gbestt表示全局最佳位置，rand()为返回一个0到1之间的随机数；
9、位置更新公式如下：
10、xi(t+1)＝xi(t)+vi(t+1)
11、步骤四、边界处理：如果例子的位置超出搜索空间边界，将其限制在边界内；
12、步骤五、停止条件：如果达到预设的最大迭代次数或者粒子群的适应度满足终止条件，则停止迭代；
13、步骤六、输出结果：如初全局最佳例子对应的解决方案，作为仿真后的最佳参数组合。
14、在上述完成输出结果后，还包括验证阶段，所述验证阶段包括：
15、s1、比较仿真结果与实验数据：将仿真结果与实际电机测试数据进行比较，看看两者是否符合，如果仿真结果与实验数据吻合，说明仿真后的参数是准确的；
16、s2、敏感性分析：进行敏感性分析，研究单个参数变化对仿真结果的影响，如果仿真结果对参数变化敏感，说明仿真后的参数不准确，重复步骤一；
17、s3、数值稳定性分析：检查仿真过程中的数值稳定性，如果发现数值不稳定的现象，如仿真结果发散或震荡，说明仿真后的参数不准确，重复步骤一；
18、s4、比较不同仿真软件的结果：使用不同的仿真软件对同一电机进行仿真，看看结果是否一致，如果多个仿真软件的结果一致，说明仿真后的参数是准确的；
19、s5、逐步逼近法：通过逐步调整参数，观察仿真结果是否接近实际值，如果调整后的仿真结果接近实际值，说明仿真后的参数是准确的。
20、电机模拟器、数据采集设备中电机的参数包括电机的几何形状模块、材料属性模块、绕组布置模块、边界条件模块、输入参数模块、冷却系统模块，具体的，几何形状模块包括调整电机的定子内径、转子外径、气隙长度等参数，材料属性模块包括修改电机定子、转子、绕组的材料属性，如磁导率、电阻率、热导率等参数，绕组布置模块包括调整绕组的类型、匝数、线径等参数，以优化电机的电磁性能和效率，边界条件模块包括修改电机的端部边界条件，如轴向间隙和径向间隙参数，以研究对电机性能的影响，输入参数模块包括调整电机的输入电压、电流、频率等参数，以研究对电机输出性能和效率的影响，冷却系统模块包括调整冷却系统的结构、尺寸和材料属性等参数，以提高电机的散热性能和效率。
21、电机模拟器中预设有模型库，其包含各种不同类型的电机、材料、冷却系统等，以便客户能够根据自己的需求选择合适的模型。
22、本专利技术有效提高了电机设计与优化、控制算法开发、系统集成等工作的效率，具有广泛的应用前景。
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1.一种用于电机运行模拟仿真系统，包括硬件部分和软件部分，其特征在于，硬件部分包括电机模拟器、数据采集设备，所述软件部分包括仿真模型、图形用户界面；
2.根据权利要求1所述的一种用于电机运行模拟仿真系统，其特征在于：所述的仿真模型采用粒子群优化算法实现数据参数最优化筛选，所述仿真模型的流程包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种用于电机运行模拟仿真系统，其特征在于：完成输出结果后，还包括验证阶段，所述验证阶段包括：
4.根据权利要求1所述的一种用于电机运行模拟仿真系统，其特征在于：电机模拟器、数据采集设备中电机的参数包括电机的几何形状模块、材料属性模块、绕组布置模块、边界条件模块、输入参数模块、冷却系统模块，具体的，几何形状模块包括调整电机的定子内径、转子外径、气隙长度等参数，材料属性模块包括修改电机定子、转子、绕组的材料属性，如磁导率、电阻率、热导率等参数，绕组布置模块包括调整绕组的类型、匝数、线径等参数，以优化电机的电磁性能和效率，边界条件模块包括修改电机的端部边界条件，如轴向间隙和径向间隙参数，以研究对电机性能的影响，输入参数模块包括
5.根据权利要求1所述的一种用于电机运行模拟仿真系统，其特征在于：电机模拟器中预设有模型库，其包含各种不同类型的电机、材料、冷却系统等，以便客户能够根据自己的需求选择合适的模型。
...【技术特征摘要】
1.一种用于电机运行模拟仿真系统，包括硬件部分和软件部分，其特征在于，硬件部分包括电机模拟器、数据采集设备，所述软件部分包括仿真模型、图形用户界面；
2.根据权利要求1所述的一种用于电机运行模拟仿真系统，其特征在于：所述的仿真模型采用粒子群优化算法实现数据参数最优化筛选，所述仿真模型的流程包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种用于电机运行模拟仿真系统，其特征在于：完成输出结果后，还包括验证阶段，所述验证阶段包括：
4.根据权利要求1所述的一种用于电机运行模拟仿真系统，其特征在于：电机模拟器、数据采集设备中电机的参数包括电机的几何形状模块、材料属性模块、绕组布置模块、边界条件模块、输入参数模块、冷却系统模块，具体的，几何形状...
【专利技术属性】
技术研发人员：方恒，陆瑞，王陈斌，姜龙豪，苏羽佳，圣树仁，阮隽宇，姚钧译，吴冲，杨佳佳，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：
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