一种比例电磁铁电磁力水平特性评价方法技术

本发明专利技术公开了一种比例电磁铁电磁力水平特性评价方法，属于比例电磁铁性能评价分析领域。该方法首先对电磁铁工作电流和衔铁的工作行程构成的全工况平面进行划分；然后通过仿真模拟或者实验手段获得所有离散工况点输出的电磁力大小；再计算出各工作电流相等而工作行程不同的离散工况点的电磁力平均值与标准差，按整体平均计算或分工况工作区加权平均计算的算法得出电磁铁电磁力整体变异系数；最后根据电磁力整体变异系数的大小，判断比例电磁铁电磁力的水平特性。本方法简单可靠，可以客观定量地评价比例电磁铁电磁力水平特性，可用于衡量比例电磁铁的产品性能以及对比分析不同的比例电磁铁的性能优劣。的比例电磁铁的性能优劣。的比例电磁铁的性能优劣。

【技术实现步骤摘要】
一种比例电磁铁电磁力水平特性评价方法


[0001]本专利技术属于比例电磁铁性能评价分析领域，具体涉及一种比例电磁铁电磁力水平特性的评价方法。

技术介绍

[0002]比例电磁铁作为电液比例控制元件的电——机械转换器件，是一种应用十分广泛的自动控制元件，它能使得液流压力和流量连续地、按比例地跟随控制信号而变化，具有成本低廉、结构简单、通用性好、抗污染能力强等优点。为实现比例电磁铁的比例控制特性，要求其具有良好的水平位移——力特性(简称水平特性)，即在衔铁的工作行程内，当工作电流保持稳定时，电磁铁的输出电磁力保持恒定。然而，目前对于比例电磁铁电磁力水平特性的评价大多是基于对位移——力曲线图的主观定性地判断，缺乏客观定量的评价指标，不易衡量比例电磁铁的产品性能以及对比分析不同的比例电磁铁的性能优劣。

技术实现思路

[0003]为解决上述现有评价方法存在的问题，本专利技术提供一种简单可靠、客观定量的比例电磁铁电磁力水平特性的评价方法。
[0004]本专利技术的目的是这样实现的：
[0005]一种比例电磁铁电磁力水平特性评价方法，包括如下步骤：
[0006]步骤1、全工况平面的划分；
[0007]步骤2、离散工况点电磁力的获得；
[0008]步骤3、计算得出电磁力整体变异系数CV；
[0009]步骤4、根据电磁力整体变异系数CV的大小，判断比例电磁铁电磁力的水平特性。
[0010]作为对上述评价方法的进一步阐述：
[0011]进一步地，步骤1中全工况平面的划分方法为：
[0012]1.1、确定比例电磁铁的工作电流以及衔铁的工作行程范围，工作电流的工作范围记作[i
a
,i
d
]，衔铁的工作行程记作[x
a
,x
d
]；
[0013]1.2、对工作电流和工作行程构成的全工况平面进行等分离散，进而获得全工况平面内对应的离散工况点(i
n
,x
m
)，其中i
n
表示为工作电流[i
a
,i
d
]被等分离散对应的任意工作电流，x
m
为工作行程范围[x
a
,x
d
]被等分离散对应的的任意工作行程。
[0014]进一步地，步骤2中通过仿真模拟或者实验手段获得离散工况点电磁力的方法为：
[0015]2.1、调整工作行程到某一离散工况点值然后保持不变；
[0016]2.2、依次调整工作电流到不同离散工况点值，并分别测得相应的电磁力；
[0017]2.3、调整工作行程为另一离散工况点值然后保持不变，重复上述过程，可获得全部离散工况点的电磁力。
[0018]进一步地，步骤3中电磁力整体变异系数CV的计算方法为：
[0019]3.1、分别计算各工作电流相等而工作行程不同的离散工况点的电磁力平均值
其表达式为其中F(i
n
,x
m
)表示离散工况点(i
n
,x
m
)对应的电磁力，f代表工作行程被等分划分的份数；
[0020]3.2、分别计算各工作电流相等而工作行程不同的离散工况点的电磁力标准差F(i
n
)
s
，其表达式为
[0021]3.3、分别计算各工作电流相等而工作行程不同的离散工况点的电磁力变异系数
[0022]3.4、对各工作电流下的电磁力变异系数CV(i
n
)进行平均计算，计算得到电磁力整体变异系数其中e代表工作电流被等分划分的份数。
[0023]本专利技术还可以包括，步骤3中电磁力整体变异系数CV的计算方法为：
[0024]3.1、分别计算各工作电流相等而工作行程不同的离散工况点的电磁力平均值其表达式为
[0025]3.2、分别计算各工作电流相等而工作行程不同的离散工况点的电磁力标准差F(i
n
)
s
，其表达式为
[0026]3.3、分别计算各工作电流相等而工作行程不同的离散工况点的电磁力变异系数
[0027]3.4、定义主、次电流工作区，区间[i
a
,i
b
)、(i
c
,i
d
]为电流次要工作区，区间[i
b
,i
c
]为电流主要工作区，其中i
a
、i
b
、i
c
、i
d
∈[i
a
,i
d
]，且i
a
<i
b
<i
c
<i
d
；
[0028]3.5、设定各电流工作区的加权系数，对于工况点落在电流次要工作区[i
a
,i
b
)、(i
c
,i
d
]的分别按加权系数K1、K3进行加权计算，对于工况点落在电流主要工作区[i
b
,i
c
]的按加权系数K2进行加权计算；
[0029]3.6、对各工作电流下的电磁力变异系数CV(i
n
)根据电流区域进行加权计算，得到电磁力整体变异系数CV，其表达式为其中i
p
∈[i
a
,i
b
)，i
q
∈[i
b
,i
c
]，i
j
∈(i
c
,i
d
]，u、v、w分别表示CV(i
n
)落在电流工作区[i
a
,i
b
)、[i
b
,i
c
]、(i
c
,i
d
]的个数。
[0030]本专利技术还可以包括，步骤3中电磁力整体变异系数CV的计算方法为：
[0031]3.1、定义主、次行程工作区，区间[x
a
,x
b
)、(x
c
,x
d
]为行程次要工作区，区间[x
b
,x
c
]为行程主要工作区，其中x
a
、x
b
、x
c
、x
d
∈[x
a
,x
d
]，且x
a
<x
b
<x
c
<x
d
；
[0032]3.2、分别计算同一电流工况下，落在各工作行程工作区内离散工况点的电磁力平均值其中
[0033]x
m
∈本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种比例电磁铁电磁力水平特性评价方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤1、全工况平面的划分；步骤2、离散工况点电磁力的获得；步骤3、计算得出电磁力整体变异系数CV；步骤4、根据电磁力整体变异系数CV的大小，判断比例电磁铁电磁力的水平特性。2.根据权利要求1所述的一种比例电磁铁电磁力水平特性评价方法，其特征在于，所述步骤1中全工况平面的划分方法为：1.1、确定比例电磁铁的工作电流以及衔铁的工作行程范围，工作电流的工作范围记作[i
a
,i
d
]，衔铁的工作行程记作[x
a
,x
d
]；1.2、对工作电流和工作行程构成的全工况平面进行等分离散，进而获得全工况平面内对应的离散工况点(i
n
,x
m
)，其中i
n
表示为工作电流[i
a
,i
d
]被等分离散对应的任意工作电流，x
m
为工作行程范围[x
a
,x
d
]被等分离散对应的的任意工作行程。3.根据权利要求1所述的一种比例电磁铁电磁力水平特性评价方法，其特征在于，所述步骤2中通过仿真模拟或者实验手段获得离散工况点电磁力的方法为：2.1、调整工作行程到某一离散工况点值然后保持不变；2.2、依次调整工作电流到不同离散工况点值，并分别测得相应的电磁力；2.3、调整工作行程为另一离散工况点值然后保持不变，重复上述过程，可获得全部离散工况点的电磁力。4.根据权利要求1所述的一种比例电磁铁电磁力水平特性评价方法，其特征在于，所述步骤3中电磁力整体变异系数CV的计算方法为：3.1、分别计算各工作电流相等而工作行程不同的离散工况点的电磁力平均值其表达式为其中F(i
n
,x
m
)表示离散工况点(i
n
,x
m
)对应的电磁力，f代表工作行程被等分划分的份数；3.2、分别计算各工作电流相等而工作行程不同的离散工况点的电磁力标准差F(i
n
)
s
，其表达式为3.3、分别计算各工作电流相等而工作行程不同的离散工况点的电磁力变异系数3.4、对各工作电流下的电磁力变异系数CV(i
n
)进行平均计算，计算得到电磁力整体变异系数其中e代表工作电流被等分划分的份数。5.根据权利要求1所述的一种比例电磁铁电磁力水平特性评价方法，其特征在于，所述步骤3中电磁力整体变异系数CV的计算方法为：3.1、分别计算各工作电流相等而工作行程不同的离散工况点的电磁力平均值其表达式为其中F(i
n
,x
m
)表示离散工况点(i
n
，x
m
)对应的电磁力，f代表
工作行程被等分划分的份数；3.2、分别计算各工作电流相等而工作行程不同的离散工况点的电磁力标准差F(i
n
)
s
，其表达式为3.3、分别计算各工作电流相等而工作行程不同的离散工况点的电磁力变异系数3.4、定义主、次电流工作区，区间[i
a
,i
b
)、(i
c
,i
d
]为电流次要工作区，区间[i
b
,i
c
]为电流主要工作区，其中i
a
、i
b
、i
c
、i
d
∈[i
a
,i
d
]，且i
a
<i
b
<i
c
<i
d
；3.5、设定各电流工作区的加权系数，对于工况点落在电流次要工作区[i
a
,i
b
)、(i
c
,i
d
]的分别按加权系数K1、K3进行加权计算，对于工况点落在电流主要工作区[i
b
,i
c
]的按加权系数K2进行加权计算；3.6、对各工作电流下的电磁力变异系数CV(i
n
)根据电流区域进行加权计算，得到电磁力整体变异系数CV，其表达式为其中i
p
∈[i
a
,i
b
)，i
q
∈[i
b
,i
c
]，i
j
∈(i
c
,i
d
]，u、v、w分别表示CV(i
n
)落在电流工作区[i
a
,i
b
)、[i
b
,i
c
]、(i
c
,i
d
]的个数。6.根据权利要求1所述的一种比例电磁铁电磁力水平特性评价方法，其特征在于，所述步骤3中电磁力整体变异系数CV的计算方法为：3.1、定义主、次行程工作区，区间[x
a
,x
b
)、(x
c
,x
d
]为行程次要工作区，区间[x
b
,x
c
]为行程主要工作区，其中x
a
、x
b
、x
c
、x
d
∈[x
a
,x
d
]，且x
a
<x
b
<x
c
<x
d
；3.2、分别计算同一电流工况下，落在各工作行程工作区内离散工况点的电磁力平均值3.2、分别计算同一电流工况下，落在各工作行程工作区内离散工况点的电磁力平均值其中g表示工况点落在工作行程区域[x
a
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b
)的个数；h表示工况点落在工作行程区域[x
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)的个数；t表示工况点落在工作行程区域(x
c
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]的个数；3.3、分别计算同一电流工况下，落在各工作行程工作区内离散工况点的电磁力标准差F(i
n
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‑
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n
)
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‑
bc
、F(i
n<...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏，欧阳宇文，邓家福，吴钢，胡林，刘玉玲，李朝曙，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：