CN111046606A - 一种电磁继电器全寿命周期的全局时变灵敏度计算方法 - Google Patents

一种电磁继电器全寿命周期的全局时变灵敏度计算方法 Download PDF

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CN111046606A CN201911267987.2A CN201911267987A CN111046606A CN 111046606 A CN111046606 A CN 111046606A CN 201911267987 A CN201911267987 A CN 201911267987A CN 111046606 A CN111046606 A CN 111046606A
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陈岑
陈昊
叶雪荣
翟国富
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Abstract

一种电磁继电器全寿命周期的全局时变灵敏度计算方法，涉及一种电磁继电器灵敏度计算方法。根据电磁继电器零部件加工及装配工艺特点分析确定其不确定性类型，根据不确定性类型选用合适的不确定性类型量化表征模型，在不确定性参数范围内产生固定区间列阵，同时计算稀疏网格矩阵法产生的固定区间与固定时间的结点函数以及相应节点的权重系数，使用系数矩阵积分法在相应时间按照条件概率密度函数抽取样本点，计算输出特征在具体时刻的方差和条件方差，得到灵敏度值。将灵敏度计算方法从固定中心值计算扩展到不确定性的分布领域，同时将其从固定某一时刻的灵敏度计算扩展到全寿命周期。

Description

一种电磁继电器全寿命周期的全局时变灵敏度计算方法
技术领域
本发明涉及一种电磁继电器灵敏度计算方法，尤其是一种电磁继电器全寿命周期的全局时变灵敏度计算方法。
背景技术
电磁继电器具有隔离强度高、通用性好、耐干扰强度高等典型特点，广泛应用于白色电器、工业控制系统、空间遥测、飞船、航天器等设备中完成控制信号传导、执行功能控制、能源系统配电等功能。
为了使电磁继电器满足上述应用场合的需求，对电磁继电器进行设计优化是难以避免的。在设计过程中必然需要对众多设计参数进行筛选，最大限度降低设计变量的维度，提升设计优化的效率，降低生产设计周期，降低生产设计成本。灵敏度方法作为电磁继电器关键设计参数的筛选方法，在电磁继电器设计优化过程中起着重要的作用。通过灵敏度将电磁继电器关键设计参数筛选出来已经成为电磁继电器优化不可或缺的过程之一。
然而当前使用的灵敏度筛选方法，主要存在以下不足：一是当前灵敏度方法是基于产品初始状态下设计参数对电磁继电器输出特征的影响进行计算得到的，然而电磁继电器在工作过程中内部零部件会发生性能退化，性能退化参数会使设计参数对输出特征的灵敏度发生变化，因此仅仅评估设计参数初始状态的灵敏度难以准确评价设计参数对电磁继电器全寿命周期的影响；二是当前灵敏度计算方法针对设计参数中心值对输出特征的影响进行评估，难以应用到设计参数为一个区间分布情况，然而电磁继电器在零部件加工、产品装配过程中存着众多随机不确定性参数，不确定性参数对电磁继电器输出特征有显著影响，也会影响到灵敏度结果，最终导致设计参数评估出现偏差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电磁继电器全寿命周期的全局时变灵敏度计算方法，解决目前电磁继电器设计优化过程中关键参数灵敏度方法筛选未考虑全寿命周期零部件性能退化对灵敏度的影响，以及无法考虑电磁继电器实际加工与装配过程中存在的不确定性参数对设计参数灵敏度分析结果的影响。
为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：一种电磁继电器全寿命周期的全局时变灵敏度计算方法，包括以下步骤：
步骤一：根据电磁继电器零部件加工及装配工艺特点，分析确定设计参数存在的不确定类型参数分布，不确定性参数可以表示为：Z(z1,z2,...,zn)，其中n为设计参数总数；
步骤二：根据电磁继电器的构成特点选用有限元计算模型，建立电磁继电器设计参数与输出特征之间的计算关系；
步骤三：根据电磁继电器设计参数的不确定性参数分布，构建不确定性参数Zi(t)的固定区间列阵Ui(t)，由qi(1)(t):U(0,1),用稀疏网格积分法产生qi(1)(t)的n1个积分节点
Figure BDA0002313399000000021
和相应的权重
Figure BDA0002313399000000022
步骤四：由qi(2)(t):U(qi(1)(t),1),用稀疏网格积分法产生qi(2)(t)的n2个积分节点
Figure BDA0002313399000000023
和相应的权重
Figure BDA0002313399000000024
步骤五：由qi(1)(t)和qi(2)(t)的稀疏网格积分节点产生输入Zi(t)的固定区间Ui(t)，
Figure BDA0002313399000000025
步骤六：在Ui(t)中任意选取一行，给定Zi(t)的固定区间
Figure BDA0002313399000000031
此时可以将Zi(t)看成固定区间内的变量，然后使用稀疏网格积分法按照条件概率密度函数fZ(z)来抽取样本；
步骤七：使用步骤二建立的有限元计算模型，计算固定区间上的输出特征方差V(S,t)及其对应的输出特征条件方差
Figure BDA0002313399000000032
步骤八：使用电磁继电器全局时变灵敏度主指数计算公式Wi(t)计算得到各个输入参数的时变灵敏度，
Figure BDA0002313399000000033
步骤九：根据计算得到W-全局时变灵敏度矩阵。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明首先根据电磁继电器零部件加工及装配工艺特点，分析确定存在的不确定类型及相关参数模型，该模型中包括不确定性的分布形式和分布系数，之后使用系数矩阵法在不确定性区间范围内生成固定区间列阵，同时使用稀疏矩阵积分法按照条件概率密度函数进行抽样得到一系列的样本点，计算样本点的输出特征参数，最后计算样本点集合的输出特征方差和条件方差，完成全局时变灵敏度指数的计算，将灵敏度计算方法从固定中心值计算扩展到不确定性的分布领域，同时将其从固定某一时刻的灵敏度计算扩展到全寿命周期，带有明显的时变特征，对电磁继电器全寿命周期可靠性评估、寿命预测、设计优化提供了更佳的方案。
附图说明
图1是本发明的电磁继电器全寿命周期的全局时变灵敏度计算方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
具体实施方式一：如图1所示，本发明公开了一种电磁继电器全寿命周期的全局时变灵敏度计算方法，包括以下步骤：
步骤一：根据电磁继电器零部件加工及装配工艺特点，分析确定设计参数(零部件加工及装配工艺参数)存在的不确定类型参数分布，不确定性类型与分布形式如表Ⅰ所示，不确定性参数可以表示为：Z(z1,z2,…,zn)，其中n为设计参数总数；
表Ⅰ不确定性类型与分布形式
不确定性类型 分布形式
随机概率型 正态分布
区间型 威布尔分布
模糊型 柏松分布
步骤二：根据电磁继电器的构成特点选用有限元计算模型，建立电磁继电器设计参数与输出特征之间的计算关系；
步骤三：根据电磁继电器设计参数的不确定性参数分布，构建不确定性参数Zi(t)的固定区间列阵Ui(t)，由qi(1)(t):U(0,1),用稀疏网格积分法产生qi(1)(t)的n1个积分节点
Figure BDA0002313399000000041
和相应的权重
Figure BDA0002313399000000045
步骤四：由qi(2)(t):U(qi(1)(t),1),用稀疏网格积分法产生qi(2)(t)的n2个积分节点
Figure BDA0002313399000000042
和相应的权重
Figure BDA0002313399000000043
步骤五：由qi(1)(t)和qi(2)(t)的稀疏网格积分节点产生输入Zi(t)的固定区间Ui(t)，固定区间个数不得低于不确定性参数的维度，
Figure BDA0002313399000000044
步骤六：在Ui(t)中任意选取一行，给定Zi(t)的固定区间
Figure BDA0002313399000000051
此时可以将Zi(t)看成固定区间内的变量，然后使用稀疏网格积分法按照条件概率密度函数fZ(z)来抽取样本；
步骤七：使用步骤二建立的有限元计算模型，计算固定区间上的输出特征方差V(S,t)及其对应的输出特征条件方差
Figure BDA0002313399000000052
步骤八：使用电磁继电器全局时变灵敏度主指数计算公式Wi(t)计算得到各个输入参数(如电磁继电器的衔铁长度、轭铁长度、铁芯半径、永磁剩磁等)的时变灵敏度，
Figure BDA0002313399000000053
步骤九：根据计算得到W-全局时变灵敏度矩阵，针对电磁继电器寿命过程中设计参数Wi(t)主指数的变化进行排序，筛选出对全寿命周期输出量特征影响显著的设计参数，在电磁继电器的设计优化过程中重点关注影响显著的参数。
本发明的流程主要为：首先根据电磁继电器零部件加工及装配工艺特点分析确定其不确定性类型，之后根据不确定性类型选用合适的不确定性类型量化表征模型，然后在不确定性参数范围内产生固定区间列阵，同时计算稀疏网格矩阵法产生的固定区间与固定时间的结点函数以及相应节点的权重系数，再使用系数矩阵积分法在相应时间按照条件概率密度函数抽取样本点，最后计算输出特征在具体时刻的方差和条件方差，得到该时刻的灵敏度值，遍历全寿命周期统计分析得到全寿命周期的时变全局灵敏度。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的装体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同条件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (3)

1.一种电磁继电器全寿命周期的全局时变灵敏度计算方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：根据电磁继电器零部件加工及装配工艺特点，分析确定设计参数存在的不确定类型参数分布，不确定性参数可以表示为：Z(z1,z2,...,zn)，其中n为设计参数总数；
步骤二：根据电磁继电器的构成特点选用有限元计算模型，建立电磁继电器设计参数与输出特征之间的计算关系；
步骤三：根据电磁继电器设计参数的不确定性参数分布，构建不确定性参数Zi(t)的固定区间列阵Ui(t)，由qi(1)(t):U(0,1),用稀疏网格积分法产生qi(1)(t)的n1个积分节点
Figure FDA0002313398990000011
和相应的权重
Figure FDA0002313398990000012
步骤四：由qi(2)(t):U(qi(1)(t),1),用稀疏网格积分法产生qi(2)(t)的n2个积分节点
Figure FDA0002313398990000013
和相应的权重
Figure FDA0002313398990000014
步骤五：由qi(1)(t)和qi(2)(t)的稀疏网格积分节点产生输入Zi(t)的固定区间Ui(t)，
Figure FDA0002313398990000015
步骤六：在Ui(t)中任意选取一行，给定Zi(t)的固定区间
Figure FDA0002313398990000016
此时可以将Zi(t)看成固定区间内的变量，然后使用稀疏网格积分法按照条件概率密度函数fZ(z)来抽取样本；
步骤七：使用步骤二建立的有限元计算模型，计算固定区间上的输出特征方差V(S,t)及其对应的输出特征条件方差
Figure FDA0002313398990000017
步骤八：使用电磁继电器全局时变灵敏度主指数计算公式Wi(t)计算得到各个输入参数的时变灵敏度，
Figure FDA0002313398990000021
步骤九：根据计算得到W-全局时变灵敏度矩阵。
2.根据权利要求1所述的一种电磁继电器全寿命周期的全局时变灵敏度计算方法，其特征在于：所述步骤五中固定区间个数不得低于不确定性参数的维度。
3.根据权利要求1所述的一种电磁继电器全寿命周期的全局时变灵敏度计算方法，其特征在于：所述步骤九计算完成后，可针对电磁继电器寿命过程中设计参数Wi(t)主指数的变化进行排序，筛选出对输出量方差影响显著的参数进行关注。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116451570A (zh) * 2023-03-31 2023-07-18 中山大学 一种天线罩电磁性能不确定性传播方法和装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105956283A (zh) * 2016-05-06 2016-09-21 北京航空航天大学 一种基于稀疏网格配点理论的车内随机振动噪声预测的方法
CN105975755A (zh) * 2016-04-28 2016-09-28 北京航空航天大学 一种基于配点谱-逐维分析理论的平板隔声量预测方法
CN106202734A (zh) * 2016-07-14 2016-12-07 中国人民解放军国防科学技术大学 基于高斯径向基函数的全局灵敏度分析方法
CN107657071A (zh) * 2017-08-02 2018-02-02 同济大学 基于改进稀疏概率分配法的电力系统不确定性时域仿真方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105975755A (zh) * 2016-04-28 2016-09-28 北京航空航天大学 一种基于配点谱-逐维分析理论的平板隔声量预测方法
CN105956283A (zh) * 2016-05-06 2016-09-21 北京航空航天大学 一种基于稀疏网格配点理论的车内随机振动噪声预测的方法
CN106202734A (zh) * 2016-07-14 2016-12-07 中国人民解放军国防科学技术大学 基于高斯径向基函数的全局灵敏度分析方法
CN107657071A (zh) * 2017-08-02 2018-02-02 同济大学 基于改进稀疏概率分配法的电力系统不确定性时域仿真方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘万刚 等: "空气舵颤振特性的不确定性及全局灵敏度分析", 《振动工程学报》 *
巩祥瑞 等: "两种基于方差的全局灵敏度分析W指标改进算法", 《航空学报》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116451570A (zh) * 2023-03-31 2023-07-18 中山大学 一种天线罩电磁性能不确定性传播方法和装置
CN116451570B (zh) * 2023-03-31 2024-05-17 中山大学 一种天线罩电磁性能不确定性传播方法和装置

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