Interior permanent magnet synchronous motor (IPMSM) design requires balancing conflicting objectives and multi-physics constraints, while modern optimization workflows face three bottlenecks: manual problem setup, high finite element analysis (FEA) cost, and unreliable surrogate-based search in sparse or out-of-distribution regions. To address these limitations, we propose an end-to-end automated IPMSM design optimization framework that integrates retrieval-augmented generation (RAG) for structured problem definition with an uncertainty-aware FEA-AI hybrid optimization pipeline. A Design agent, connected to a motor textbook through RAG, provides domain-knowledge-based options and engineering tips, and compiles an optimization card and a design-of-experiments plan for AI-model training. A Training agent automates electromagnetic FEA, records geometry-validation and solver-failure logs, analyzes failed geometries using ANOVA-based data analysis and LLM reasoning, and invokes a Design Sampling agent to redefine the design space and generate additional samples. An Optimization agent performs GA-based search with uncertainty-driven switching: low-uncertainty candidates are evaluated by AI-surrogate inference, whereas high-uncertainty and reliability-critical Pareto-front or top-K candidates are corrected by high-fidelity FEA and reused for iterative retraining. The framework converts manual, experience-dependent configuration into a reproducible workflow that balances computational cost and prediction reliability. Experimental results under a matched high-fidelity FEA budget show that the proposed hybrid approach achieves better objective performance while maintaining low and further reducible predictive uncertainty, outperforming FEA-only search, which is limited by early budget exhaustion, and AI-only search, which converges to a low-confidence optimum.


翻译:内置式永磁同步电机(IPMSM)设计需平衡相互冲突的目标与多物理场约束,而现代优化流程面临三大瓶颈:手动问题设置、高有限元分析(FEA)成本,以及在稀疏或分布外区域中不可靠的代理模型搜索。为解决上述局限,我们提出了一种端到端自动化 IPMSM 设计优化框架,该框架将基于检索增强生成(RAG)的结构化问题定义与不确定性感知的FEA-AI混合优化管线相结合。通过RAG连接电机教科书的设计智能体,可提供基于领域知识的选项与工程提示,并编译用于AI模型训练的优化卡与实验设计方案。训练智能体自动化电磁FEA流程,记录几何验证与求解器故障日志,利用基于方差分析的数据分析与大语言模型推理分析故障几何结构,并调用设计采样智能体重构设计空间并生成额外样本。优化智能体执行基于遗传算法的搜索,采用不确定性驱动的切换机制:低不确定性候选方案通过AI代理推理评估,而高不确定性及可靠性关键的帕累托前沿或Top-K候选方案则通过高保真度FEA进行校正并用于迭代重训练。该框架将依赖经验的人工配置转化为可复现的工作流程,平衡了计算成本与预测可靠性。在匹配的高保真度FEA预算下的实验结果表明,所提出的混合方法在实现更优目标性能的同时保持了较低且可进一步降低的预测不确定性,性能优于受早期预算耗尽限制的纯FEA搜索以及收敛于低置信度最优解的纯AI搜索。

0
下载
关闭预览

相关内容

设计是对现有状的一种重新认识和打破重组的过程,设计让一切变得更美。
多智能体协作机制
专知会员服务
23+阅读 · 4月25日
《基于二元优化与图学习的多智能体行动方案自动生成》
中文版 | 集中式与分布式多智能体AI协调策略
专知会员服务
22+阅读 · 2025年5月8日
基于Multi-Agent的无人机集群体系自主作战系统设计
专知会员服务
76+阅读 · 2024年4月8日
基于多智能体强化学习的协同目标分配
专知会员服务
141+阅读 · 2023年9月5日
多智能体协同决策方法研究
专知会员服务
134+阅读 · 2022年12月15日
面向多智能体博弈对抗的对手建模框架
专知
18+阅读 · 2022年9月28日
【综述】多智能体强化学习算法理论研究
深度强化学习实验室
16+阅读 · 2020年9月9日
基于模型系统的系统设计
科技导报
10+阅读 · 2019年4月25日
【泡泡图灵智库】HSfM: 混合运动恢复结构(CVPR)
泡泡机器人SLAM
11+阅读 · 2018年12月13日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
17+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
50+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 5月12日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
8+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
10+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
相关VIP内容
多智能体协作机制
专知会员服务
23+阅读 · 4月25日
《基于二元优化与图学习的多智能体行动方案自动生成》
中文版 | 集中式与分布式多智能体AI协调策略
专知会员服务
22+阅读 · 2025年5月8日
基于Multi-Agent的无人机集群体系自主作战系统设计
专知会员服务
76+阅读 · 2024年4月8日
基于多智能体强化学习的协同目标分配
专知会员服务
141+阅读 · 2023年9月5日
多智能体协同决策方法研究
专知会员服务
134+阅读 · 2022年12月15日
相关基金
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
17+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
50+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员