辐向永磁电机在兼具高效率与高转矩密度的同时还具有低成本的优势,已成为交通运输、伺服驱动、航空航天等领域的研究热点。然而,该类电机中丰富的气隙谐波,易导致高转矩脉动。因此,如何有效抑制电机转矩脉动并保持高的平均转矩已经成为该类电机优化设计的关键。目前大部分的研究着重于对电机的单一性能进行确定性优化设计,优化目标间的相互矛盾往往容易被忽略,耗时较长,优化效率较低。更为重要的是,实际加工过程中存在制造公差、误差、材料特性偏差等不确定因素,其对电机性能的影响未受到应有的重视。因此,本文以辐向永磁电机为研究对象,提出了一种多目标确定性与稳健性的优化设计方法,旨在提高电机电磁性能的同时降低失效率。论文的主要研究成果包括以下部分:1.将辅助极的设计引入到辐向永磁电机中,并利用非对称的转子结构,形成一种新型辅助凸极式辐向永磁电机。分别从电机的槽极配合、尺寸方程、定子及绕组连接方式的选择和永磁体结构设计的角度,确定电机的基本结构和主要尺寸。2.提出了一种多目标确定性优化设计方法。以平均转矩和转矩脉动为优化目标,对电机的关键参数进行分层设计,再将响应曲面法(Response Surface Methodology,RSM)与多目标骨干粒子群优化(Barebones Multi-Objective Particle Swarm Optimization,BB-MOPSO)算法有效结合,实现电机电磁性能的显著提升。该方法不仅同时考虑到了优化目标和设计参数间的相互影响,而且降低了设计维度,提高了优化效率。3.以6σ质量管理方法和蒙特卡洛模拟技术为基础,提出了一种多目标稳健性优化设计方法,不仅解决了实际加工过程中参数精度的不确定性对电机性能造成的影响,而且电机的稳健性能也得到了一定的提升。4.采用有限元分析方法(Finite Element Method,FEM),分别对优化前后电机的空载反电势、平均转矩、转矩脉动和稳健性能进行对比分析,验证所提出的多目标确定性与稳健性优化方法的可靠性与正确性。5.基于最终的优化模型,加工制造了一台样机,并搭建了实验平台,分别对电机的空载反电势和转矩性能进行了相关测试。