最近,国家为助力实现“碳达峰”和“碳中和”目标,由工业和信息化部等部门联合发布了《电机能效提升计划（2021-2023）》。电机各项性能的要求越来越高,考虑单个目标的电机性能设计已经很难满足现实设计需求,电机的多目标优化设计成为了电机达到高效节能目标的重要途经。本课题以一种新型轴向磁场永磁记忆电机（axial flux permanent magnet memory motor,AFPMMM）为研究对象,从计算方法、实验方法和维度上提出了一种结合基础理论和分层优化思想的多目标优化方法。最后对优化后的电机模型进行了有限元仿真验证,并通过调磁装置对样机进行调磁实验,根据实验结果分析,验证了理论的正确性。本文的主要研究内容如下:1.阐述了本课题的研究背景和意义,分析了AFPMMM研究现状、气隙磁场解析计算的研究现状、不同磁滞模型和电机优化设计方法研究现状,总结了本文的主要研究内容。2.通过对AFPMMM的结构及运行原理分析,推导了电机性能和电机结构尺寸之间的关系。提出了一种结合叠加原理的磁密解析计算方法,将气隙磁密解析结果与一种带平行四边形回复线的近似分段线性磁滞模型相结合,可以更方便地模拟电机工作时的调磁性能。最后将得到的解析计算结果模型与有限元仿真结果进行了对比验证。3.确定电机初始优化设计方案。通过分析电磁性能和电机结构尺寸之间的关系,初步选择了优化参数。提出了将功率尺寸方程、参数的灵敏度分析和多目标分层相结合的优化思路。采用了响应面实验,得出了优化参数对优化目标的影响关系和优化方案,最后结合对比有限元仿真的实验结果,验证了优化方法的可行性和有效性。4.采用改进的NSGA-Ⅱ-M进行多目标分层优化设计。提出在NSGA-Ⅱ算法中引入有界随机罚函数对品质较差的子代进行惩罚,形成了改进之后的NSGA-Ⅱ-M算法。该算法采用了与响应面实验相同的优化参数和优化目标,将拟合出的优化参数和优化目标之间的函数关系模型作为算法的求解条件,改进之后的算法在保留多样的基础上,使其求解更具偏好性。5.对优化后电机进行调磁特性分析。结合磁滞模型、解析计算模型和有限元仿真结果研究了其调磁特性,最后通过调磁装置对样机进行调磁实验,展开实验研究与分析,验证了理论的正确性。