一种基于径向基函数神经网络的接触器动态特性的快速计算方法技术

本发明专利技术公开了一种基于径向基函数神经网络的接触器动态特性的快速计算方法，其步骤如下：一、根据接触器的图纸获得接触器各结构的尺寸，接触器的额定电压、线圈电阻、线圈匝数、衔铁质量及接触器各结构所用材料；二、建立接触器的有限元模型；三、对接触器有限元模型进行仿真；四、建立接触器磁链的径向基函数神经网络模型和接触器电磁力的径向基函数神经网络模型；五、设定接触器动态特性计算的初始状态，确定计算时间步长及计算总时间；六、利用四阶龙格库塔法对接触器的动态特性方程进行求解；七、将求解得到的数据与时间对应即得到接触器的动态特性。该方法兼顾计算效率和计算精度，为接触器优化设计提供了基础，具有很好的实际应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于径向基函数神经网络的接触器动态特性的快速计算方法
本专利技术属于接触器设计
，涉及一种接触器动态特性计算方法，具体涉及一种基于径向基函数神经网络的接触器动态特性的快速计算方法。
技术介绍
接触器在电路系统中起控制电路通断的作用，其性能直接关系到电路整体的安全性与稳定性，是重要的元器件。接触器的动态特性是接触器的重要性能指标，其会对接触器切换电路速度及接触器的电寿命产生直接的影响。近年来随着电力系统及航空航天等相关领域的发展，人们对接触器动态特性提出了越来越高的要求，在设计生产接触器时有必要对接触器的动态特性进行优化设计。为优化设计接触器的动态特性，需要反复对接触器的动态特性进行仿真计算，因此一种能快速准确计算接触器动态特性的方法是必要的。工程中常用的接触器动态特性计算方法包括磁路法和有限元法两种，其中：磁路法的计算效率高但精度低，只适用于近似估算；有限元法的精度高但计算效率低，不适用于需要反复多次运算的情况。因此以上两种动态特性计算方法都不适用于优化设计领域。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于径向基函数神经网络的接触器动态特性的快速计算方法，该方法兼顾计算效率和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于径向基函数神经网络的接触器动态特性的快速计算方法，其特征在于所述方法步骤如下：一、根据接触器的图纸获得接触器各结构的尺寸、接触器的额定电压、接触器的线圈电阻、接触器的线圈匝数、接触器衔铁质量及接触器各结构所用材料；二、将步骤一中得到的参数在FLUX软件中建立接触器的有限元模型；三、均匀选取n组不同线圈电流、不同衔铁位移情况作为采样点(ib，xb)，对FLUX软件建立的接触器有限元模型进行仿真，仿真时输入以上n组线圈电流及衔铁位移，仿真求解得到以上n组采样点所对应的线圈磁链ψb及衔铁所受电磁力Fb作为采样数据，b＝1…n；四、根据步骤三中得到的不同线圈电流、不同衔铁位移下的磁链及电磁力采...

【技术特征摘要】
1.一种基于径向基函数神经网络的接触器动态特性的快速计算方法，其特征在于所述方法步骤如下：一、根据接触器的图纸获得接触器各结构的尺寸、接触器的额定电压、接触器的线圈电阻、接触器的线圈匝数、接触器衔铁质量及接触器各结构所用材料；二、将步骤一中得到的参数在FLUX软件中建立接触器的有限元模型；三、均匀选取n组不同线圈电流、不同衔铁位移情况作为采样点(ib，xb)，对FLUX软件建立的接触器有限元模型进行仿真，仿真时输入以上n组线圈电流及衔铁位移，仿真求解得到以上n组采样点所对应的线圈磁链ψb及衔铁所受电磁力Fb作为采样数据，b＝1…n；四、根据步骤三中得到的不同线圈电流、不同衔铁位移下的磁链及电磁力采样数据分别建立接触器磁链的径向基函数神经网络模型和接触器电磁力的径向基函数神经网络模型；五、设定接触器动态特性计算的初始状态，包括初始时刻的线圈电流、衔铁位移、线圈磁链、衔铁速度，确定计算时间步长Δt及计算总时间tmax；六、根据接触器初始时刻的线圈电流及衔铁位移利用四阶龙格库塔法对接触器的动态特性方程进行求解；七、将通过龙格库塔法求解得到的数据与时间对应即求解得到了接触器的动态特性。2.根据权利要求1所述的基于径向基函数神经网络的接触器动态特性的快速计算方法，其特征在于所述步骤二的具体步骤如下：第一步：通过有限元仿真软件FLUX根据接触器的结构尺寸建立接触器的几何模型；第二步：对接触器的几何模型进行分网处理，得到分网后的接触器模型；第三步：根据接触器的实际材料属性，确定接触器分网后模型各结构的物理属性，即得到接触器的有限元模型。3.根据权利要求1所述的基于径向基函数神经网络的接触器动态特性的快速计算方法，其特征在于所述步骤四中，根据电磁力采样数据建立接触器电磁力的径向基函数神经网络模型的步骤如下：第一步：对n组采样点进行归一化处理，令所有采样点都处于0至1之间；第二步：计算采样点输出矩阵Φ*：并令矩阵中的n’个列向量分别为向量Pe＝[φ1eφ2e...φne]T；式中：c为径向基函数宽度e＝1…n’，n＝n’；第三步：根据公式δE＝-(FTPe)2/(PeTPe)，式中F＝[F1F2....Fn]T为n组电磁力采样数据，计算各列向量对误差的贡献率δE，选取对误差贡献率最高的即|δE|最大的列向量Pe，令Qh＝Pe，h＝1…m，m表示接触器吸合后电磁力的径向基函数中心点个数，该列向量所对应的采样点(ie，xe)即选取为径向基函数中心点(i'h，x'h)；第四步：通过如下公式求取输出节点的权值λF，建立径向基函数模型：λF＝(ΦT*Φ)-1ΦT*F；式中：第五步：根据如下公式计算所有采样点的估计值：并计算所有采样数据在该模型下的误差平方和E：式中：Fb代表第b个电磁力采样数据；如果误差E满足则停止运算，其中q表示相对误差，此时得到m个径向基函数中心(i'h，x'h)及径向基函数各中心的对应权值λF，用于求解接触器吸合后的电磁力；如误差不满足则继续进行第六步；第六步：根据如下公式将Φ*进行替换：式中：Qh表示第三步中对误差贡献率最高的即|δE|最大的列向量，表示该列向量的转置；得到新的一组列向量Pe(e＝1…n)，重复第三步，此时需要保证不重复选择同一列向量；第七步：令得到F'＝[F1'F′2....F′n]T，式中k为指数系数，将第三步中的F＝[F1F2....Fn]T替换为F'＝[F1'F′2....F′n]T作为采样数据，第五步中的误差E需要满足的条件替换为重新进行第三步到第六步，直到获得v个接触器吸合前电磁力的径向基函数中心及径向基函数各中心的对应权值其中u＝1…v，用于求解接触器吸合前的电磁力。4.根据权利要求1所述的基于径向基函数神经网络的接触器动态特性的快速计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨文英，郭久威，刘兰香，刘洋，梅发斌，翟国富，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23