具体操作细节可以关注ANSYS MAXWELL大本营 公众号,看下的教程案例。
1.Maxwell模型参数化
采用了maxwell软件自带的一个RMxprt例子,一键生成Maxwell2D模型,随便选了三个变量,做了参数化。
2.导入workbench
首先得通过一个文件设置一下,不然在workbench里面找不到maxwell.
想要优化的量是齿槽转矩,转矩脉动和转矩的平均值,在workbench里导入两个工程。分别双击Geometry,在optimetrics下面点DesignXplorersetup(只有从workbench点进来,才会出现,这时如果对模型做一些修改,好像只相当于编程中的局部变量,只在这个工程中起作用)进行设置,设置好了就有parameter了。
3.灵敏度分析
加入灵敏度分析模块,安装optislang的时候,会有一个安装workbench插件的选项。下面的图 中Criteria可以理解为目标函数,因为这里不涉及优化,故不用管。
- DOE:Designs of Experiments确定性实验设计,为了进行全局灵敏度分析而进行的一种扫描。
- MOP:Metamodel of Optimal Prognosis最优预后元模型,从模型中去除不重要的变量,提升模型的预测质量。
结果如下:(在刚仿真完时查看结果,和优化结束时点开弹出的结果图不一样,分别分析)
这张的工程文件名叫做Sensitivity,刚做完灵敏度分析得到的,分别介绍下几个图的含义(根据help文件的猜测)
- 左上角:相关性矩阵,绿色低相关,红蓝是高相关(正负),极弧系数对平均转矩的相关系数就是1,因为其他因素对转矩无影响
- 右上角:直方图,横轴是输入/输出值,纵轴PDF概率密度函数,点开下面的箭头,可以看到平均值、最值等,猜测是这100的采样点的分布图,有什么作用不清楚。
- 左下角:相关系数,某个输入量对三个输出量的相关性系数,点上面矩阵的不同块儿,会有不同的图。
- 右下角:蚁丘图,就是散点图,这些点就是采样的点。
这张的工程文件名叫做Sensitivity_MOP,做完优化之后,再点开灵敏度分析的结果得到的,分别介绍下几个图的含义
- 左上角的图是3D响应面图,曲面是响应面,黑点就是采样点,XYZ轴的量都可以改,也可以XY同属于一个量。
- 右上角的图是残差图,显示的就是模型预测值和实际值的误差。
- 左下角Cop:Coefficient of Prognosis,模型的预测系数,越高说明模型越精确。此图显示了这两个量对这个Cop系数的贡献。
- 右下角是Cop矩阵,显示每个块儿的cop。纵坐标是齿槽转矩、转矩,横坐标是极弧系数、槽口宽和总计,因为计算得到转子内径对这些优化量没影响(Cop=0?)所以就没有它。点每个矩阵块儿的时候,其他三个图也会变。
补充:上述的敏感性分析,设置的时候选择的是Sampling method,如果cop比较低,那么可以再拖一个敏感性分析模块,选择AMOP(自适应性最佳预后元模型)。
4.优化
理论上,可以跳过第三步,直接优化,但是这个过程要跑很多数据点,甚至都不知道到底多少,看教程有700多。如果先做个敏感性分析(100个点),再做优化(1分钟),速度就快很多,有人也叫他为基于响应面优化。
设置的时候,平均转矩目标函数为MAX,这时右边显示的值为负,猜测是因为软件以最小值为基准,所以,最大值只能取负,后面的结果图要注意区分,看实际结果图他是正,看目标值他就是负。
接下来,看一看结果图分析:
- 左上角:帕累托图,分为2D和3D的,图中很多黑色的点,还有红色的线,并没有红色的点,这图比较密集,看起来像一个面。点了红色的部分,右边显示design就会变成best design,最优解不唯一,且从2D中找不到,要从3D图中找。如果在前面的优化设置中,设置了Limit,那么这里还会有其他信息。
- 右上角:设计参数图,当前某点的参数(不考虑转子内径)
- 左下角:响应数据图,横坐标的百分比是设计值占当初设置优化时划定的范围的百分比,纵坐标就是转矩、齿槽转矩的响应值
- 右下角:标准值(翻译是这样),实际上是优化目标值,平均转矩还是负的,其他都和左图一样的。