本发明涉及电力传动控制设备领域，特别是一种机器人磁性减速齿轮关节电机的设计方法。
背景技术：
1、在机器人关节电机传动研究中，输出转矩和功率密度是性能评价的重要指标，因此对磁转矩的分析和优化尤为重要。磁性减速齿轮相比机械减速齿轮，具有无接触、无摩擦能耗、传动平稳的重要特点，是实现机器人关节电机机电能量转换的核心零部件，处于能量转换重要位置，起到了关节电机减震作用，在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，对保证机器人可靠运行意义重大。
2、经过文献检索，关于和海鸥算法相结合的电机相关结构设计方面的应用有：《基于一种改进海鸥算法的结构优化设计》、《基于改进海鸥优化算法的履带式拉挤机牵引装置控制研究》是用目标函数和约束函数来描述结构设计参数之间的非线性关系，通过海鸥优化算法优化技术求最优解。经过专利检索，有申请号为cn202111317818.2的《永磁同步电机的多参数辨识方法》发明专利。海鸥优化算法一种新型元启发式智能优化算法。该算法的思想是模拟自然界中海鸥种群的迁徙和攻击行为，通过种群间不断更新迭代找到最优解。二进制海鸥算法在传统海鸥算法的基础上，使用二进制特征向量来表示特征选择问题是更有优势。
3、经检索国内外相关专利和文献，虽然有多种人工智能方法用于机器人关节电机性能提升方面，但未发现用于磁性减速齿轮关节电机的设计方法，尤其没有海鸥方法应用于磁性减速齿轮关节电机用来对于输出转矩和功率密度指标的评估。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种机器人磁性减速齿轮关节电机的设计方法，本发明收敛性和寻优能力较好，且优化后的机器人磁性减速齿轮关节电机具有更高的高转矩密度、高功率密度。
2、本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
3、根据本发明提出的一种机器人磁性减速齿轮关节电机的设计方法，
4、首先，采用海鸥进攻控制参数范围、海鸥迁徙行为控制参数范围的两个二进制特征向量表示机器人磁性减速齿轮关节电机转矩密度、功率密度指标；
5、然后，随机产生若干只海鸥作为初始族群，得到初始位置信息，并采用黄金正弦系数避免多个海鸥之间位置冲突；
6、最后，根据海鸥的相对方向、相对距离和飞行速度，确定进攻控制参数范围、海鸥迁徙行为控制参数范围的两个二进制特征向量对应表示的机器人磁性减速齿轮关节电机转矩密度、功率密度指标。
7、作为本发明所述的一种机器人磁性减速齿轮关节电机的设计方法进一步优化方案，具体如下：
8、步骤1、初始化：
9、设海鸥总数的总迭代次数为tmax，机器人磁性减速齿轮关节电机转矩密度、功率密度指标分别用海鸥进攻控制参数范围[xmin,xmax]、海鸥迁徙行为控制参数范围[ymin,ymax]的两个二进制特征向量xt、yt表示；xmin、xmax分别代表海鸥进攻控制参数范围的最小值和最大值，ymin、ymax分别代表海鸥迁徙行为控制参数的最小值和最大值；
10、步骤2、产生初始海鸥族群：随机产生若干只海鸥作为初始族群，每只海鸥通过式(1)得到初始位置信息；
11、qs(x)＝τ×|cos(r1)|+r2×cos(r1)×|c1×xt-c2×yt| (1)
12、其中，τ为黄金分割数，qs(x)为初始位置信息，c1、c2为第一至第二黄金正弦系数，r1、r2为区间随机值；
13、步骤3、通过修正式(2)中的黄金正弦系数，避免多个海鸥之间产生位置冲突；c1＝fτ，c2＝f(1-τ) (2)
14、其中，f代表适应度值；
15、步骤4、通过公式(3)判断当前第i只海鸥和最优海鸥的相对方向
16、其中，yt代表在第t次迭代的开发探索能力的控制参数，代表第i只海鸥在第t次迭代方向，代表当前第i只精英海鸥迁徙方向，β为精英海鸥总数；
17、通过公式(4)判断当前海鸥的相对距离，
18、
19、其中，代表第i只海鸥在第t次迭代与当前最优海鸥的相对距离，代表第i只海鸥在第t次迭代与其它海鸥无位置冲突的新位置；
20、步骤5、获得是第i只海鸥的飞行速度；
21、
22、其中，di为第i只海鸥非支配解距离实际飞行速度的最小欧式距离；
23、步骤6、每只海鸥利用传递函数公式(6)计算飞行速度更新机率；
24、
25、其中，表示第i只海鸥第t次迭代的飞行速度，是所有di的平均值，为飞行速度更新机率，e为自然底数；
26、步骤7、校正xt、yt，从而完成海鸥进攻控制参数范围和海鸥迁徙行为控制参数范围两个二进制特征向量对应的机器人磁性减速齿轮关节电机转矩密度、功率密度指标；
27、
28、其中，t为迭代次数，exp(·)为指数表达式、用于评估进攻控制参数和迁徙行为控制参数组成的指标。
29、本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
30、(1)针对机器人对于磁性减速齿轮关节电机高转矩密度和高功率密度的性能指标要求，相比传统海鸥方法，二进制海鸥设计方法通过对算法的迭代寻优进行分析得出，保证了磁性减速齿轮关节电机转矩密度和功率密度两个指标的寻优效率；其次，提出算法的迁徙行为和进攻行为中，提高了算法的寻优能力，能够动态地权衡算法的局部搜索和全局开发能力；
31、(2)相比传统海鸥方法，二进制海鸥设计方法在飞行速度、飞行方向、飞行位置规划上的性能均优于其他算法，所提出的算法能够快速准确地避开障碍物，从而达到快速收敛转矩密度和功率密度目标，针对进攻控制参数范围与迁徙行为控制参数，进行动态调整规划，具有较好的优越性、可行性和稳定性，适用于求解磁性减速齿轮关节电机转矩密度和功率密度的性能指标问题。
1.一种机器人磁性减速齿轮关节电机的设计方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的一种机器人磁性减速齿轮关节电机的设计方法，其特征在于，具体如下：
