不同加權(quán)系數(shù)組合下的定子優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果組數(shù)應(yīng)地增大。這主要是因?yàn)殡S著兩相工作模態(tài)頻率差的減小，定子振幅增大，同時(shí)，子目標(biāo)函數(shù)F6所取的定子夾持位置在提取時(shí)沒有wq取到節(jié)線上，故其值必然會(huì)隨著子函數(shù)F1的減小而增大，即子目標(biāo)函數(shù)F1和F5，F(xiàn)6之間是互相矛盾的，其優(yōu)化過程根據(jù)權(quán)重尋求一個(gè)協(xié)調(diào)點(diǎn)。對(duì)表所示的優(yōu)化結(jié)果利用ANSYS有限元軟件進(jìn)行了驗(yàn)證。第4組優(yōu)化的ANSYS計(jì)算結(jié)果為：兩相工作模態(tài)頻率差達(dá)12.21Hz，干擾模態(tài)遠(yuǎn)離程度為1073Hz，驅(qū)動(dòng)足y向振幅為2.56μm，驅(qū)動(dòng)足x向振幅為5.76μm，驅(qū)動(dòng)足z向振幅為0.109μm，定子夾持位置振幅為0.9452μm。

        計(jì)算結(jié)果表明，除干擾模態(tài)遠(yuǎn)離程度與優(yōu)化結(jié)果相比的差距較大之外，其余的差距相對(duì)較小，基本滿足需求。干擾模態(tài)遠(yuǎn)離程度產(chǎn)生較大誤差的原因可能是因?yàn)槠錁颖军c(diǎn)的值跳躍性較大?？傮w而言，利用統(tǒng)一目標(biāo)函數(shù)法，根據(jù)前次優(yōu)化計(jì)算結(jié)果的優(yōu)劣，適當(dāng)調(diào)整權(quán)系數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)子目標(biāo)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。由表可以知道，參數(shù)P1，P4，P5，P8的值jq到了0.0001mm，這給加工帶來了很大的難度。為此，把第4組所得到的參數(shù)值進(jìn)行圓整到0.01mm后，利用有限元軟件ANSYS重新計(jì)算，并與電機(jī)定子的初始結(jié)構(gòu)值進(jìn)行比較?？梢钥闯?，參數(shù)P1，P4，P5，P8的值在優(yōu)化結(jié)果的基礎(chǔ)上圓整后所得到的計(jì)算結(jié)果與初始參數(shù)所得到的計(jì)算結(jié)果相比，得到了很大的改善，其兩相工作模態(tài)頻率差僅為5.698Hz。

        筆者提出了一種基于響應(yīng)面法的直線超聲電機(jī)定子優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，并應(yīng)用于調(diào)速直線超聲電機(jī)定子的優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過選取合適的定子結(jié)構(gòu)參數(shù)作為設(shè)計(jì)變量，利用試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法在變量空間里選取樣本點(diǎn)，并對(duì)各個(gè)樣本點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)利用參數(shù)化設(shè)計(jì)語言APDL編程，建立有限元模型并進(jìn)行模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析，得到對(duì)應(yīng)各樣本點(diǎn)的響應(yīng)(包括兩相工作模態(tài)的頻率差、驅(qū)動(dòng)足振幅和夾持點(diǎn)振幅等)，利用這些樣本點(diǎn)和響應(yīng)值建立定子響應(yīng)面近似模型，再以優(yōu)化算法進(jìn)行尋優(yōu)。