一种磁力矩器的参数优化方法技术

本发明专利技术涉及一种磁力矩器的参数优化方法，该系统包括：建立磁力矩器二维有限元电磁特性模型；构建磁力矩器模型的优化变量和约束条件；以磁力矩器的质量最小作为优化设计目标，建立磁力矩器设计的目标函数；利用遗传算法对所述约束条件和所述目标函数进行智能求解；对所述智能求解所得结果进行校验，以判断设计结果是否满足要求。实现高精度、高效的方式准确处理磁力矩器电磁特性参数。解决了现有技术中磁力矩器的参数计算方法的计算精度低，且计算过程复杂的问题。过程复杂的问题。过程复杂的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种磁力矩器的参数优化方法


[0001]本专利技术涉及卫星姿态仿真系统
，尤其涉及一种磁力矩器的参数优化方法。

技术介绍

[0002]卫星的姿态控制是指对卫星绕质心施加力矩，以保持或按需要改变其在空间定向的技术。磁力矩器作为卫星姿态控制的执行机构，由于其结构轻便、成本低、质量不变、可靠性高等优点，在近地轨道小卫星上应用十分广泛。磁力矩器通过外部电路控制磁力矩器线圈中电流的大小和方向来产生相应的磁矩，与地磁场相互作用产生磁力矩，用于卫星飞轮卸载或者姿态控制。
[0003]磁力矩器在设计、分析、验证等过程中需要计算其磁场的磁感应强度、磁场强度的场量分布，以及磁矩、电感等电磁特性参数。目前，缺乏一种能够高精度、高效的方式准确处理磁力矩器电磁特性参数的方法。

技术实现思路

[0004]鉴于上述的分析，本专利技术实施例旨在提供一种磁力矩器的参数优化方法，用以解决现有技术中磁力矩器的参数计算方法计算精度低，且计算过程复杂的问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术的实施方式提供如下技术方案：<br/>[0006]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁力矩器的参数优化方法，其特征在于，包括：建立磁力矩器二维有限元电磁特性模型；构建磁力矩器模型的优化变量和约束条件；以磁力矩器的质量最小作为优化设计目标，建立磁力矩器设计的目标函数；利用遗传算法对所述约束条件和所述目标函数进行智能求解；对所述智能求解所得设计结果进行校验，以判断设计结果是否满足要求。2.根据权利要求1所述的磁力矩器的参数优化方法，其特征在于，所述建立磁力矩器二维有限元电磁特性模型，包括：构建磁力矩器在圆柱形坐标系下的等效二维模型；设置选用材料，并获取所述选用材料磁特性参数；对所述二维模型进行有限元网格划分；为所述二维模型添加激励源，并设置边界条件以获取求解空间的外边界；根据所述二维模型的磁特性参数、激励源和外边界，获取模型的磁场量分布图；根据磁场量分布图求解得到磁力矩器参数。3.根据权利要求2所述的磁力矩器的参数优化方法，其特征在于，所述磁力矩器在圆柱形坐标系下的等效二维模型包括：磁棒模型和线圈模型，其中，磁棒模型是以中心轴为边线的矩形结构，矩形长边为磁棒模型长度，矩形短边为磁棒模型半径；线圈模型是与磁棒模型共边的矩形结构，其长边为线圈模型绕线长度，其短边为线圈模型厚度；接收所述磁棒模型和线圈模型选用的材料信息，获取所述选用材料的磁特性参数，其中，环境材料设置为真空。4.根据权利要求2所述的磁力矩器的参数优化方法，其特征在于，对所述二维模型进行有限元网格划分的步骤包括：通过选择网格单元类型、设置网格单元常实数、设置材料属性和设置网格单元坐标系，以定义网格单元属性；确定网格划分方式、网格划分形状、网格大小和中间节点位置，以对目标网格的选项进行设定；根据网格单元属性和所述目标网格的选项对磁力矩器模型进行网格划分；自动修改和优化有限元网格，以均衡计算精度和计算代价。5.根据权利要求2或3所述的磁力矩器的参数优化方法，其特征在于，所述激励源为所述线圈模型的电流。6.根据权利要求1任意一项所述的磁力矩器的参数优化方法，其特征在于，构建磁力矩器模型的优化变量和约束条件；所述优化变量包括：磁力矩器磁棒模型长度l
c
、磁力矩器磁棒模型半径r
c
、线圈导线总长度l
w
；设置磁矩M和功耗P的约束条件，具...

【专利技术属性】
技术研发人员：匡晓霖，李石，王皓，李昕奇，
申请(专利权)人：北京机械设备研究所，
类型：发明
国别省市：