基于电磁力平均变异系数的比例电磁铁电磁力水平特性优化方法技术

本发明专利技术公开了一种基于电磁力平均变异系数的比例电磁铁电磁力水平特性优化方法，属于比例电磁铁优化设计领域。该方法首先确定了设计参数、约束条件，定义电磁力平均变异系数作为优化目标；然后构建设计参数与优化目标之间的函数关系；再确定比例电磁铁电磁力水平特性优化数学模型；最终求解比例电磁铁电磁力水平特性优化数学模型，得出优化设计解。该优化方法结合了数值模拟与近似模型方法，能高效、低成本地优化比例电磁铁电磁力水平特性，有助于提升比例电磁铁的产品性能。提升比例电磁铁的产品性能。提升比例电磁铁的产品性能。

【技术实现步骤摘要】
基于电磁力平均变异系数的比例电磁铁电磁力水平特性优化方法


[0001]本专利技术属于比例电磁铁优化设计领域，具体涉及一种基于电磁力平均变异系数的比例电磁铁电磁力水平特性优化方法。

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。而目前比例电磁铁电磁力水平特性的优化常常依靠设计者的经验，反复修改结构参数，安排有限数量的参数组合进行实验或数值仿真分析，以挑选性能最佳的参数组合，其优化效率和优化程度低下；另一方面，比例电磁铁电磁力水平特性性能目标、约束与设计变量间的关系不能显式表达，优化问题可能是非凸、强非线性的，直接基于系统数值仿真分析的优化亦很难搜索到全局最优解，同时计算分析成本高，使得比例电磁铁电磁力水平特性的提升面临一定本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电磁力平均变异系数的比例电磁铁电磁力水平特性优化方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤1、确定设计参数；步骤2、确定约束条件；步骤3、定义比例电磁铁电磁力平均变异系数作为优化目标；步骤4、构建设计参数与优化目标之间的函数关系；步骤5、确定比例电磁铁电磁力水平特性优化数学模型；步骤6、求解比例电磁铁电磁力水平特性优化数学模型，得出优化设计解。2.根据权利要求1所述的基于电磁力平均变异系数的比例电磁铁电磁力水平特性优化方法，其特征在于，所述步骤1中设计参数包括：锥角α、锥半径r1、锥长l1、骨架半径r2、电枢到达最大位移处时的端面间隙l2，比例电磁铁电磁力水平特性优化问题的设计参数为X＝(α,r1,l1,r2,l2)。3.根据权利要求1所述的基于电磁力平均变异系数的比例电磁铁电磁力水平特性优化方法，其特征在于，所述步骤2中约束条件具体为各设计参数的取值范围，即X
l
≤X≤X
u
，其中，X
l
为设计参数的下限，X
u
为设计参数的上限。4.根据权利要求1所述的基于电磁力平均变异系数的比例电磁铁电磁力水平特性优化方法，其特征在于，所述步骤3中比例电磁铁电磁力平均变异系数的具体计算方法为：
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
]，并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
]被等分离散对应的任意工作行程；
②
通过数值模拟获得在设计参数X下各离散工况点对应的电磁力；
③
分别计算在设计参数X下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F(X,i
n
)
a
，其表达式为其中...

【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，钟祯健，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：