申请/专利权人：哈尔滨工业大学

申请日：2022-08-03

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN115203859B

主分类号：G06F30/17

分类号：G06F30/17;G06F30/23;G06N3/126;G06F111/06;G06F119/02;G06F119/04;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2022.11.04#实质审查的生效;2022.10.18#公开

摘要：一种磁保持极化继电器全寿命周期稳健参数寻优方法，涉及一种继电器稳健参数寻优方法。分析非线性各向异性永磁体的实际工作点，计算得到磁偶极子的矢量化信息和永磁体局部磁滞回线模型；建立虚拟样机模型；以吸反力配合特征和分断动能为内核，分析性能特征和质量一致性的形成机制，建立多目标稳健参数设计模型；改进差分进化算法；对多目标稳健参数设计模型进行迭代寻优，生产批次虚拟样机模型进行验证。充分考虑非线性各向异性永磁体充退磁过程中的局部磁滞效应，通过建立综合考虑磁保持极化继电器全寿命周期的多目标稳健参数设计模型，并通过改进的多目标差分进化算法进行寻优，提升综合性能，改善质量一致性。

主权项：1.一种磁保持极化继电器全寿命周期稳健参数寻优方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、分析磁保持极化继电器中非线性各向异性永磁体的实际工作点，基于实际工作点使用Stoner-Wahlfarth方法计算得到永磁体的磁偶极子的矢量化信息，将矢量化信息带入Preisach方法计算得到永磁体局部磁滞回线模型；S2、将局部磁滞回线代入FLUX电磁系统样机模型，计算得到磁保持极化继电器电磁吸力和磁链，同时在ADAMS中建立触簧系统机械反力计算模型，在MATLABSimulink通过数据接口将吸力传递给动力学软件开展动作过程分析，实现磁保持极化继电器虚拟样机模型的建立；S3、基于S2建立的磁保持极化继电器虚拟样机模型，以吸反力配合特征和分断动能为内核，分析磁保持极化继电器性能特征和质量一致性的形成机制，据此建立多目标稳健参数设计模型；提出0V吸力曲线形态系数δ，0≤δ≤1，形态系数δ与0V电磁吸力曲线的凹凸度成反比，由公式5来表示： 其中，1-η1a·mFa为0V电磁吸力内接矩形最大值， 其中，s＝P0P,P0为永磁体截面积，P为气隙总截面积,μr＝μμ0，μ为永磁体磁导率，μ0为真空磁磁导率；η1＝Δ1Δ1+Δ2，Δ1为左侧工作气隙长度，Δ2为右侧工作气隙长度,为形状因子，是永磁等效内磁导与气隙磁导之比；采用公式6所示的分断动能来量化表征分断速度，通过提升分断动能改善磁保持极化继电器的电寿命： 其中，ψ是继电器线圈磁链，U、i、R分别是继电器线圈电压、电流和电阻，α、ω分别是衔铁角位移和角速度，Ebreak是继电器分断动能，J是衔铁部分的转动惯量，ρ是质量分布连续钢体的密度，r是转动钢体的转矩，dV是质量分布连续钢体的体积元，Fatrt是相应时间的吸力值，Fcont是相应时间的反力值，Δl为弹性簧片的位移，ψ0、α0分别是t＝0时刻的线圈磁链和衔铁位移；S4、考虑到S3中多目标稳健参数设计模型的需求，采用改进的多目标差分进化算法；采用公式7和公式8占优种群与非占优种群不同的变异个数和变异策的多种群策略： 其中，nMut为变异交叉个体数，N为总的种群个数，G为当前种群代数，Gmax为种群最大代数，为常数，基于小生境思想对当前种群所有个体的密集程度进行分析与计算，如公式9所示： 其中，为当前代最优种群，Hti为最优种群中i号个体的小生境适应度，udi,j为当前代的最优种群中i号个体的小生境密集程度，di,j为前代的最优种群中i号个体和j号个体的距离，为小生境半径；S5、基于S4中改进的多目标差分进化算法，对S3中多目标稳健参数设计模型进行迭代寻优，得到最优稳健参数设计组合，并使用蒙特卡洛生产批次虚拟样机模型，验证磁保持极化继电器性能特征的提升幅度是否符合设计要求。

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权利要求：

百度查询： 哈尔滨工业大学 一种磁保持极化继电器全寿命周期稳健参数寻优方法

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