【技术实现步骤摘要】
一种比例电磁铁电磁力线性特性优化方法
[0001]本专利技术属于比例电磁铁优化设计领域,具体涉及一种比例电磁铁电磁力线性特性优化方法。
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,要求其电磁力具有良好的线性特性,即控制电流与输出电磁力具有良好的线性关系。而目前比例电磁铁电磁力线性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,比例电磁铁电磁力线性特性性能目标、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线性特性的提升面临一定挑战。
技术实现思路
[0003]为解决上述问题,本专利技术提供一种高效、低成本的比例电磁铁电磁力线性特性优化方法。
[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线性特性优化方法,包括如下步骤:
[0006]步骤1、确定设计参数;
[0007]步骤2、确定约束条件;
[0008]步骤3、定义电流与电磁力间的复相关系数R2作为优化目标;
[0009]步骤4、构建设计参数与优化目 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种比例电磁铁电磁力线性特性优化方法,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、定义电流与电磁力间的复相关系数R2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线性特性优化数学模型;步骤6、求解比例电磁铁电磁力线性特性优化数学模型,得出优化设计解。2.根据权利要求1所述的一种比例电磁铁电磁力线性特性优化方法,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,比例电磁铁电磁力线性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所述的一种比例电磁铁电磁力线性特性优化方法,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所述的一种比例电磁铁电磁力线性特性优化方法,其特征在于,所述步骤3中电流与电磁力间的复相关系数R2具体计算方法为:3.1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
]被等分离散对应的的任意工作行程;3.2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;3.3分别计算在设计参数X下各工作电流相等而工作行...
【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,盘江强,
申请(专利权)人:长沙理工大学,
类型:发明
国别省市:
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