5 参数化分析和优化分析优化设计由参数化分析（Parametric Analysis）和优化分析（Optimization）两部分构成。

使用优化器optimetrics，用户可以从众多可行方案中找出一个最优解。

一般原始设计方案，是一个初步的设计方案，需要将原始设计方案中的一些设计参数用变量定义，然后对这些变量进行优化。

Parametric Analysis(参数化分析)：定义一个或多个扫描变量，并给每个扫描变量定义取值范围。

优化器会在所有变量取值点进行计算，得到一系列的计算结果，这样用户就可以对结果进行比较从而确定每个设计变量对最终设计性能的影响。

参数化分析常常可以用作优化分析的前期处理，因为它可以为优化分析提供变量的合理取值范围。

Target Optimization(目标优化)：先确定优化目标和成本函数，优化器通过优化设计参数值来满足优化目标要求。

以上两个模块既可以单独使用，也可以结合使用。

此外，优化器还具有良好的通用性，可用于与所选电机类型无关的其他优化设计。

5.1 RMxprt中的变量和参数通过输入或输出参数，RMxprt界面可以与RMxprt求解器交换数据。

RMxprt求解器从RMxprt 界面接收输入参数和设计参数，并返回输出参数（或简称为参数）给RMxprt界面。

在RMxprt界面中，我们可以定义输入变量（或简称为变量）和输出变量。

变量用来给设计参数赋值，而输出变量用来接收输出参数的值。

变量可以是一个数值，也可以是其他变量的函数。

数值变量是一个独立变量，而函数变量则是一个相关变量。

给设计参数赋值的变量可以是独立变量，也可以是相关变量，还可以是数学表达式。

在下列几种情形中，变量是非常有用的：1.当需要改变设计参数的值时。

2.当需要对不同的设计参数使用相同的值时。

3.在参数化分析中，需指定了一系列具有一定取值范围的扫描变量时。

4.在优化分析中，优化设计参数时。

在RMxprt中有两种类型的变量：project variables和design variables。

project variables（项目变量）：项目变量在整个Maxwell项目都有效，项目变量可以赋值给该项目中的任何设计变量。

在RMxprt中，通过在项目变量名称上加上前缀符号$，来区分项目变量和设计变量。

用户可以在创建它时就手动的将符号$添加到项目变量中，或者RMxprt 自动添加。

design variables（设计变量）：设计变量是与RMxprt设计有关的。

设计变量可以赋值给RMxprt设计中的任何设计参数。

5.1.1 项目变量5.1.1.1 添加项目变量添加项目变量的步骤如下：1.点击Project > Project Variables…，或者在项目树中的项目名称上点击右键，然后在快捷菜单中点击Project Variables…如图5.1所示。

显示Propterties对话框，如图5.2图 5.1 通过快捷菜单添加项目变量图 5.2 添加了项目变量$StatorLength后的Properties对话框2.在Project Variables的表单中，点击按钮Add…，显示Add Property对话框，如图5.3图 5.3 添加一个项目变量3.在编辑框Name中输入变量的名称。

项目变量的名称必须以符号$开头，后面接一个字母。

变量名由字母、数字以及下划线‘_’组成。

内部函数和预定义常数不能作为变量名，如pi。

4.在编辑框Value中，输入变量的数值，单位可以选择是否添加。

注意：如果在变量定义时就已经定义了单位（在编辑框Value中），那么在给设计参数赋值时就不需要再输入单位了。

变量值可以是数值、数学表达式或数学函数，输入值将变成变量的当前值或默认值。

5.点击OK回到Properties对话框。

这个新的变量名、变量值以及单位都将展开的表单中列出，参考图5.2。

6.在编辑框Description中可以选择是否输入对这个变量的描述。

7.可以选择是否选中复选框Read-Only。

如果选中，变量名、变量值、单位和描述都不可以更改。

8.可以选择是否选中复选框Hidden。

如果不选中，在Properties对话框中就不会显示该变量。

9.点击OK回到RMxprt界面。

当项目激活之后，该项目新变量、变量值和单位就显示在标签页Variables中，如图5.4所示。

图 5.4 添加了一个项目变量5.1.1.2 修改或删除项目变量在RMxprt中修改或删除项目变量，操作步骤如下：1.点击Project > Project Variables…。

或者在项目树中的项目名称上点击右键，然后在快捷菜单中点击Project Variables…如图5.1所示。

显示Propterties对话框，如图5.22.点击变量名称，按钮Remove被激活。

3.可以根据自己需要来修改变量名称，或者点击按钮Remove来删除变量。

4.点击Ok关闭Properties对话框。

5.1.2 设计变量5.1.2.1 添加设计变量在RMxprt中添加设计变量和添加项目变量的过程很相似：1.点击RMxprt>Design Properties…，或者在项目树中的项目名称上点击右键，然后在快捷菜单中点击Design Properties…，如图5.5所示。

显示Propterties对话框，如图5.6。

图 5.5 通过快捷菜单添加设计变量图 5.6 添加了设计变量RotorLength后的Properties对话框2.在Design Variables的表单中，点击按钮Add…，弹出Add Property对话框，参考如图5.3。

3.在编辑框Name中输入变量的名称。

设计变量的名称必须以字母开头，变量名可以包含字母、数字和下划线‘_’。

内部函数和预定义常数不能作为变量名，如pi。

4.在编辑框Value中，输入变量的数值，单位可以选择是否添加。

注意：如果在变量定义时就已经定义了单位（在编辑框Value中），那么在给设计参数赋值时就不需要再输入单位了。

变量值可以是数值、数学表达式或数学函数。

输入值对变量来说是当前值或默认值。

5.点击OK回到Properties对话框。

这个新的变量和变量值以及单位都将展开的表单中列出，参考图5.6。

6.在编辑框Description中可以选择是否输入对这个变量的描述。

7.可以选择是否选中复选框Read-Only。

如果选中，变量名、变量值、单位和描述都不可以更改。

8.可以选择是否选中复选框Hidden。

如果不选中，在Properties对话框中就不会显示该变量。

9.点击OK回到RMxprt界面。

当项目激活之后，该项目新变量、变量值和单位就显示在标签页Variables中，如图5.7所示。

图 5.7 设计变量的显示5.1.2.2修改或删除设计变量在RMxprt中修改或删除设计变量，操作步骤如下：1.点击RMxprt>Design Properties…，或者在项目树中的项目名称上点击右键，然后在快捷菜单中点击Design Properties…，如图5.5所示。

显示Propterties对话框，如图5.6。

2.点击变量名称，按钮Remove被激活。

3.可以根据自己需要来修改变量名称，或者点击按钮Remove来删除变量。

4.点击Ok关闭Properties对话框。

5.1.3 变量赋值在RMxprt中，给设计参数设置变量的过程如下：在Properties窗口中的编辑框Value中，输入变量名或者数学表达式。

这里有两种方法：1.在Project窗口中点击相应图标，修改Properties窗口中的相应值，如图5.8所示。

图 5.8 将$StatorLength赋给Stator Length2.双击Properties窗口的相关图标，修改其中的相应属性值。

然后点击OK关闭弹出的对话框，如图5.9所示。

图 5.9 将RotorLength 赋给Rotor Length如果输入的变量名包含了前缀$，而且这个变量还没有定义，则会弹出对话框Add Variable，提示定义这个项目变量，如图5.10所示。

图 5.4 添加变量如果输入的变量还没有定义，则会弹出对话框Add Variable，提示定义这个设计变量，参考5.10所示。

RMxprt中有些设计参数是不允许用变量来赋值。

例如如果要将变量poles赋给Machine中的Number of Poles时，就会弹出一个警告框，如图5.11所示。

图 5.5 设计参数不允许用变量赋值时的警告消息5.1.4参数有时候需要从RMxprt求解器中得到一些输出参数。

例如在做优化分析的时候，需要根据输出参数来建立优化成本函数。

5.1.4.1 添加参数添加参数的步骤如下：1.点击RMxprt>Optimetrics Analysis>Add Parametric…或者在项目树中右击Optimetrics图标，然后在快捷菜单中点击Add>Parametric…，如图5.12所示。

弹出Setup Sweep Analysis对话框，如图5.13所示。

图 5.6 通过快捷菜单添加参数在图5.13所示的Calculations卷标下，点击Setup Calculations...，弹出Add/Edit Calculation 的对话框，如图5.14所示。

图 5.7 用关键字定义参数图 5.8 Add/Edit Calculation对话框在Trace的卷标下，有效参数按照不同的种类在Category中分成不同的组。

选择Category 中的Power，然后在Quantity下选择OutputPowerParameter，最后点击Add Calculation，OutputPowerParameter就作为一个参数被添加。

同样，选择Category中的Power，然后在Quantity下选择TotalLossParameter，最后点击Add Calculation，TotalLossParameter也作为一个参数被添加，如图5.15所示。

图 5.9 添加Output power 和total loss parameters两个参数对于不同的电机，有效参数都不一样。

例如，对于直流无刷电机，下面这些参数是有效的，可以被选择。

1) Armature Copper Loss2) Armature Copper Weight3) Armature Core Steel Consumption4) Armature Core Steel Weight5) Armature Current Density6) Armature Leakage Inductance L17) Armature Phase Resistance R18) Armature Thermal Load9) Average Input Current10) Cogging Torque11) D-Axis Inductance L1 +Lad12) D-Axis Reactive Inductance Lad13) Efficiency14) Frictional and Wind Loss15) Iron Core Loss16) Locked-Rotor Current17) Locked-Rotor Torque18) No-Load Speed19) Output Power20) Permanent Magnet Weight21) Q-Axis Inductance L1 + Laq22) Q-Axis Reactance Inductance Laq23) Rated Speed24) Rated Torque25) RMS Amateur Current26) Rotor Core Steel Consumption27) Rotor Core Steel Weight28) Specific Electric Loading29) Total Loss30) Total Net Weight31) Zero Sequence Inductance L05.1.4.2 删除参数删除参数的方法如下：在Setup Sweep Analysis对话框中，参考图5.15所示，选择想要删除的参数，然后点击对话框左下方的Delete。