CN115203859B - 一种磁保持极化继电器全寿命周期稳健参数寻优方法 - Google Patents
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Abstract
一种磁保持极化继电器全寿命周期稳健参数寻优方法，涉及一种继电器稳健参数寻优方法。分析非线性各向异性永磁体的实际工作点，计算得到磁偶极子的矢量化信息和永磁体局部磁滞回线模型；建立虚拟样机模型；以吸反力配合特征和分断动能为内核，分析性能特征和质量一致性的形成机制，建立多目标稳健参数设计模型；改进差分进化算法；对多目标稳健参数设计模型进行迭代寻优，生产批次虚拟样机模型进行验证。充分考虑非线性各向异性永磁体充退磁过程中的局部磁滞效应，通过建立综合考虑磁保持极化继电器全寿命周期的多目标稳健参数设计模型，并通过改进的多目标差分进化算法进行寻优，提升综合性能，改善质量一致性。
Description
技术领域
本发明涉及一种继电器稳健参数寻优方法，尤其是一种磁保持极化继电器全寿命周期稳健参数寻优方法，属于磁保持极化继电器设计技术领域。
背景技术
磁保持极化继电器是一种典型的机电类元器件，具有灵敏度高、输入输出比大、发热小、抗干扰能力强、功耗低和体积小等一系列固态电子器件不可替代的优点，广泛应用于各类自动控制系统中。然而，磁保持极化继电器目前仍然存在质量与可靠性差的问题，因此，磁保持极化继电器性能提升与质量一致性设计问题在领域内始终是重点关注的技术难题。
磁保持极化继电器作为机-电-磁-热多物理场耦合作用的机电类元器件，其性能特征的准确计算是开展性能提升与质量一致性设计的重要基础与前提，基于有限元技术的虚拟样机仿真模型是一种常用的方法，现有虚拟样机方法忽略了非线性永磁体充退磁过程中工作点和磁滞回线的变化，磁保持极化的计算结果与设计差距较大，难以直接应用于稳健参数设计。
同时，磁保持极化继电器的优化需要解决衔铁中位、动作电压参数、动作时间参数、耐力学性能、耐热学性能、电寿命等多目标特征之间相互制约，因此出现了一些多目标智能寻优方法，这些智能寻优方法虽然进一步提高了磁保持极化继电器的寻优效率并在一定程度实现了多目标综合优化，但这些方法只是在海量方案中随机遴选满足预设要求的设计方案，并不清楚设计参数组合与磁保持极化继电器性能特征之间的作用机制，寻优迭代较为盲目、耗时较长且迭代收敛鲁棒性不佳。
发明内容
为解决背景技术存在的不足，本发明提供一种磁保持极化继电器全寿命周期稳健参数寻优方法，充分考虑非线性各向异性永磁体充退磁过程中的局部磁滞效应，通过建立综合考虑磁保持极化继电器全寿命周期的多目标稳健参数设计模型，并通过改进的多目标差分进化算法进行寻优，提高最佳参数组合的均匀性、迭代寻优速度、收敛性和鲁棒性，提升综合性能，改善质量一致性。
为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：
一种磁保持极化继电器全寿命周期稳健参数寻优方法，包括以下步骤：
S1、分析磁保持极化继电器中非线性各向异性永磁体的实际工作点，基于实际工作点使用Stoner-Wahlfarth方法计算得到永磁体的磁偶极子的矢量化信息，将矢量化信息带入Preisach方法计算得到永磁体局部磁滞回线模型；
S2、将局部磁滞回线代入FLUX电磁系统样机模型，计算得到磁保持极化继电器电磁吸力和磁链，同时在ADAMS中建立触簧系统机械反力计算模型，在MATLAB/Simulink通过数据接口将吸力传递给动力学软件开展动作过程分析，实现磁保持极化继电器虚拟样机模型的建立；
S3、基于S2建立的磁保持极化继电器虚拟样机模型，以吸反力配合特征和分断动能为内核，分析磁保持极化继电器性能特征和质量一致性的形成机制，据此建立多目标稳健参数设计模型；
提出0V吸力曲线形态系数δ，0≤δ≤1，形态系数δ与0V电磁吸力曲线的凹凸度成反比，由公式(5)来表示：
其中，(1-η1a)·mFa为0V电磁吸力内接矩形最大值，
其中，s＝P0/P,P0为永磁体截面积，P为气隙总截面积,μr＝μ/μ0，μ为永磁体磁导率，μ0为真空磁磁导率；η1＝V1/V1+V2，V1为左侧工作气隙长度，V2为右侧工作气隙长度,为形状因子，是永磁等效内磁导与气隙磁导之比；
采用公式(6)所示的分断动能来量化表征分断速度，通过提升分断动能改善磁保持极化继电器的电寿命：
其中，ψ是继电器线圈磁链，U、i、R分别是继电器线圈电压、电流和电阻，α、ω分别是衔铁角位移和角速度，Ebreak是继电器分断动能，J是衔铁部分的转动惯量，ρ是质量分布连续钢体的密度，r是转动钢体的转矩，dV是质量分布连续钢体的体积元，Fatr(t)是相应时间的吸力值，Fcon(t)是相应时间的反力值，Δl为弹性簧片的位移，ψ0、α0分别是t＝0时刻的线圈磁链和衔铁位移；
S4、考虑到S3中多目标稳健参数设计模型的需求，采用改进的多目标差分进化算法；
采用公式(7)和公式(8)占优种群与非占优种群不同的变异个数和变异策的多种群策略：
其中，nMut为变异交叉个体数，N为总的种群个数，G为当前种群代数，Gmax为种群最大代数，l为常数，l≥1；
基于小生境思想对当前种群所有个体的密集程度进行分析与计算，如公式(9)所示：
其中，为当前代最优种群，Ht(i)为最优种群中i号个体的小生境适应度，u(d(i,j))为当前代的最优种群中i号个体的小生境密集程度，d(i,j)为前代的最优种群中i号个体和j号个体的距离，/>为小生境半径；
S5、基于S4中改进的多目标差分进化算法，对S3中多目标稳健参数设计模型进行迭代寻优，得到最优稳健参数设计组合，并使用蒙特卡洛生产批次虚拟样机模型，验证磁保持极化继电器性能特征的提升幅度是否符合设计要求。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明基于Stoner-Wahlfarth方法和Preisach方法得到非线性永磁体局部磁滞曲线，建立磁保持极化继电器局部磁滞模型，进而建立可准确计算其静动态特征的虚拟样机模型，在此基础上，分析磁保持极化继电器设计参数与性能特征之间的作用规律，建立综合考虑磁保持极化继电器全寿命周期潜在故障消减、可靠性增长和质量一致性提升的多目标稳健参数设计模型，并通过改进的多目标差分进化算法进行寻优，进一步提高性能优化与质量一致性设计最佳参数组合的均匀性、迭代寻优速度、收敛性和鲁棒性，从而实现多目标优化设计，提升综合性能，改善质量一致性。
附图说明
图1是本发明的流程图；
图2是磁保持极化继电器中非线性各向异性永磁体工作点迁移示意图；
图3是磁保持极化继电器吸反力配合特征示意图；
图4是实施例中0.7T对应的局部磁滞回线示意图；
图5是实施例中电磁系统的虚拟样机模型；
图6是实施例中接触系统的虚拟样机模型；
图7是实施例中2000只磁保持极化继电器优化前后对比图。
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。
如图1～图7所示，一种磁保持极化继电器全寿命周期稳健参数寻优方法，包括以下步骤：
S1、分析磁保持极化继电器中非线性各向异性永磁体的实际工作点，基于实际工作点使用Stoner-Wahlfarth方法计算得到永磁体的磁偶极子的矢量化信息，将矢量化信息带入Preisach方法计算得到永磁体局部磁滞回线模型；
S11、分析非线性各向异性永磁体的实际工作点，分析过程参照图2所示，当永磁体充磁饱合时，其工作点位于Q0处，在退磁外磁场作用下永磁体的工作点沿去磁曲线迁移，此时工作点将会迁移至Q1处，即充磁时永磁体的工作点沿回复线进行迁移，同理，退磁时永磁体的工作点将会顺着第二象限的去磁曲线迁移，若对永磁体进行非饱和退磁，假设退磁到外磁场强度为H轴下方H2处，此时永磁体的工作点将沿着局部磁滞回线进行迁移，使用仿射变换可以计算得到非饱合退磁时的永磁体的工作点Q2；
S12、使用Stoner-Wahlfarth方法计算得到永磁体的磁偶极子的矢量化信息，单轴单畴磁性微粒的磁特性由公式(1)来表示：
E＝Kvsin2θ-μ0MSH cos(τ-θ) (1)
由公式(1)可知工作点S＝Q2对应的磁偶极子矢量方向由公式(2)求得：
式中，E为单轴单畴磁性微粒的自由能密度，
Kv为单轴单畴磁性微粒的各向异性磁系数，
MS为工作点S＝Q2对应的磁化强度，
H为外加磁场的场强，
τ为外加磁场与易磁化方向的夹角，
θ为工作点对应的磁化强度与易磁化方向的夹角；
S13、基于S12中的磁偶极子矢量信息，使用Preisach方法计算得到永磁体局部磁滞回线模型，在永磁体工作点对应的磁性微粒磁偶极子矢量方向已知的前提下，永磁体宏观磁感应强度B(H)可由公式(3)求得：
其中，二元函数μ(α,β)表示磁偶极子正向翻转阈值α和负向翻转阈值β的分布密度，Hsat为饱和磁场强度，由公式(3)可知永磁体局部磁滞回线为公式(4)所示：
其中，Bt(H)为极限磁化曲线，为起始于(H2,Q2)上升支局部磁滞回线，为起始于(H2,Q2)下降支局部磁滞回线，Bd(H)为下降支，Bu(H)上升支，B1和H1为磁偶极子反转点坐标；
S2、将局部磁滞回线代入FLUX电磁系统样机模型，计算得到磁保持极化继电器电磁吸力和磁链，同时在ADAMS中建立触簧系统机械反力计算模型，在MATLAB/Simulink通过数据接口将吸力传递给动力学软件开展动作过程分析，实现磁保持极化继电器虚拟样机模型的建立；
S21、应用三维建模软件CAE建立零件模型以及装配样机模型，在有限元分析软件FLUX建立磁保持极化继电器的电磁吸力计算模型，对模型中衔铁与轭铁缝隙处进行精细分网，空气球内部其他部分进行粗分网，充退磁后的永磁体赋予S1计算得到的局部磁滞回线，铁磁材料赋予相应的软磁材料磁化曲线，立方体边界设置磁感应线在边界区域与立方体边界平行，即将矢量磁位设置为常数0，实现电磁吸力特征的计算；
S22、在ANSYS软件中建立触簧系统动簧片柔性多体模型并导入运动分析软件ADAMS中，设置静触点直径、动簧片厚度、动簧片长度、动簧片宽度、动簧片等效刚度、初压力、触点间隙等输入参数和运动边界条件，实现继电器衔铁位移-反力特征的计算；
S23、通过S21和S22计算得到静态电磁吸力力矩数据和磁链数据的基础上，在MATLAB/Simulink搭建继电器静/动态特征控制与计算框架，实现磁保持极化继电器虚拟样机模型的建立，计算继电器动作电压、衔铁是否中位、触点分断速度、动作时间和触点闭合速度等静动态性能特征；
S24、制作半开放式实物样机，实测磁保持极化继电器动作电压、吸合时间、释放时间等性能参数，对比验证虚拟机样机计算精度；
S3、基于S2建立的磁保持极化继电器虚拟样机模型，以吸反力配合特征和分断动能为内核，分析磁保持极化继电器性能特征和质量一致性的形成机制，据此建立可同步解决衔铁中位、动作电压超差、电寿命不足和质量一致性问题的多目标稳健参数设计模型；
S31、磁保持极化继电器吸反力配合特征分析，磁保持极化继电器两侧吸反力配合特征是对称的，左半段吸反力和性能特征参照图3所示，可以看出磁保持极化继电器性能提升与质量一致性设计主要针对其耐力学性能(用保持力表征)、衔铁中位、动作电压和电寿命(用分断速度和分断动能来表征)，其中，保持力和动作电压可通过吸合测的0V电磁吸力、动作电压下的电磁吸力与机械反力做差来度量；
S32、衔铁无中位主要是为了使所有转角范围内0V电磁吸力与机械反力仅有平衡位置一个交叉点，可通过适当增大触簧系统触点间隙、初压力和降低触点超行程、自由行程来优化，此外还可以通过降低0V电磁系统的曲率，使电磁吸力与机械反力不发生过早交叉，由于曲率不易直接计算与表征，本文提出0V吸力曲线形态系数δ，0≤δ≤1，形态系数δ与0V电磁吸力曲线的凹凸度成反比，由公式(5)来表示：
其中，(1-η1a)·mFa为0V电磁吸力内接矩形最大值，
其中，s＝P0/P,P0为永磁体截面积，P为气隙总截面积,μr＝μ/μ0，μ为永磁体磁导率，μ0为真空磁磁导率；η1＝V1/V1+V2，V1为左侧工作气隙长度，V2为右侧工作气隙长度,为形状因子，是永磁等效内磁导与气隙磁导之比；
S33、分析分断速度与磁保持极化继电器动作过程能量积累之间的关系，采用公式(6)所示的分断动能来量化表征分断速度，通过提升分断动能改善磁保持极化继电器的电寿命：
其中，ψ是继电器线圈磁链，U、i、R分别是继电器线圈电压、电流和电阻，α、ω分别是衔铁角位移和角速度，Ebreak是继电器分断动能，J是衔铁部分的转动惯量，ρ是质量分布连续钢体的密度，r是转动钢体的转矩，dV是质量分布连续钢体的体积元，Fatr(t)是相应时间的吸力值，Fcon(t)是相应时间的反力值，Δl为弹性簧片的位移，ψ0、α0分别是t＝0时刻的线圈磁链和衔铁位移；
S34、基于S32和S33的分析建立综合考虑磁保持极化继电器动作电压过高、衔铁中位等潜在故障消减，耐力学、耐热学可靠性增长，质量一致性提升的多目标稳健参数设计模型；
S4、考虑到S3中多目标稳健参数设计模型的需求，采用多种群策略、自适应种群权重以及小生境思想对差分进化算法进行改进，形成改进的多目标差分进化算法，使其更为适合磁保持极化继电器多目标稳健参数设计优化的需要，避免寻优迭代过程陷入局部最优；
S41、基于S34的多目标稳健参数设计需求，采用公式(7)和公式(8)占优种群与非占优种群不同的变异个数和变异策的多种群策略：
其中，nMut为变异交叉个体数，N为总的种群个数，G为当前种群代数，Gmax为种群最大代数，l为常数，l≥1；
S42、为了确保寻优解集的均匀性，基于小生境思想对当前种群所有个体的密集程度进行分析与计算，如公式(9)所示：
其中，为当前代最优种群，Ht(i)为最优种群中i号个体的小生境适应度，u(d(i,j))为当前代的最优种群中i号个体的小生境密集程度，d(i,j)为前代的最优种群中i号个体和j号个体的距离，/>为小生境半径，
多种变异策略和小生境思想的引入可以使差分进化算法在快速迭代收敛的同时优先筛选最稀疏的粒子并删除其中最密集的粒子确保寻优过程的均匀性；
S5、基于S4中改进的多目标差分进化算法，对S3中多目标稳健参数设计模型进行迭代寻优，得到最优稳健参数设计组合，并使用蒙特卡洛生产批次虚拟样机模型，验证磁保持极化继电器性能特征的提升幅度是否符合设计要求；
S51、使用S41和S42改进的多目标差分进化算法，对S34建立的磁保持极化继电器的多目标稳健参数设计目标函数进行寻优，多次迭代后确定最优稳健参数设计组合；
S52、基于S51的优化结果，使用蒙特卡洛生成磁保持极化继电器的批次试验样本，并建立批次试验样本的虚拟样机模型；
S53、使用虚拟样机模型计算S52生成的批次试验样本的动作电压、耐力学性能等输出特征，统计分析输出特征中心值和标准差，并将计算结果与优化之前进行对比验证有效性。
实施例
为验证本方法的有效性，自制磁保持极化继电器，其永磁体定量充退磁到工作点对应的剩磁为0.7T，使用S1中的局部磁滞回线模型建立方法，得到0.7T对应的局部磁滞回线模型参照图4所示。
将局部磁滞回线模型带入到使用Solidworks建立的磁保持极化继电器三维模型和FLUX中的有限元模型，并在AYSYS中建立磁保持极化继电器的弹性簧片柔性体模型，代入ADAMS并设置边界条件，同时在MATLAB/Simulink搭建继电器静/动态特征控制与计算框架，实现磁保持极化继电器虚拟样机模型的建立，电磁系统和接触系统的虚拟样机模型分别参照图5和图6所示，虚拟样机计算结果与实测的对比如表1所示(最大误差为5.01％)：
表1虚拟样机计算与实测对比结果
基于S34的分析结果，建立了综合考虑磁保持极化继电器动作电压过高、衔铁中位等潜在故障消减，耐力学可靠性和电寿命增长，质量一致性提升的多目标稳健参数设计模型，模型如下所示：
(1)保持力要求且为望大特征，也即是越大越好，继电器耐力学性能越好；
(2)动作电压要求同样也为望大特征，值越大继电器动作电压越低，灵敏度越高；
(3)衔铁无中位要求望大特征；
(4)分断动能Ebreak同样是望大特征；
(5)0V电磁吸力曲线形态系数δ越小越好，为了提升优化效率，本文将望小特征转化为望大特征e-δ；
(6)质量一致性要求上述五个性能参数的信噪比其值越大，继电器外干扰下质量波动越小，一致性越好。
种群规模NP＝100，缩放因子F＝0.75，交叉概率CR＝0.4，种群最大代数Gmax＝2000，遗传算法的容差Tolfunc＝1×10-6，其余均遵从默认设置，对磁保持极化继电器稳健参数设计目标函数进行寻优，优化后的参数组合如表2所示：
表2优化前后设计参数对比
使用蒙特卡洛生成2000只虚拟样机产品，计算动作电压、触点分断速度等质量特征，单只产品优化前后的对比如表3所示：
表3优化前后性能特征对比
批量产品以动作电压为例，优化前后的对比参照图7所示，可见该继电器的性能参数在优化后实现了整体提升，其中静合触点分断速度提升高达16.8％(由28.7mm/s提升至33.52mm/s)，提升幅度最小的动合分断速度也达到了10.2％，且无中位现象，并在在显著降低批次产品动作电压均值的同时将动作电压的质量一致性提升了40％(将动作电压标准差由原始设计的0.65V降低至0.39V)。
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 (4)
1.一种磁保持极化继电器全寿命周期稳健参数寻优方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、分析磁保持极化继电器中非线性各向异性永磁体的实际工作点，基于实际工作点使用Stoner-Wahlfarth方法计算得到永磁体的磁偶极子的矢量化信息，将矢量化信息带入Preisach方法计算得到永磁体局部磁滞回线模型；
S2、将局部磁滞回线代入FLUX电磁系统样机模型，计算得到磁保持极化继电器电磁吸力和磁链，同时在ADAMS中建立触簧系统机械反力计算模型，在MATLAB/Simulink通过数据接口将吸力传递给动力学软件开展动作过程分析，实现磁保持极化继电器虚拟样机模型的建立；
S3、基于S2建立的磁保持极化继电器虚拟样机模型，以吸反力配合特征和分断动能为内核，分析磁保持极化继电器性能特征和质量一致性的形成机制，据此建立多目标稳健参数设计模型；
提出0V吸力曲线形态系数δ，0≤δ≤1，形态系数δ与0V电磁吸力曲线的凹凸度成反比，由公式(5)来表示：
其中，(1-η1a)·mFa为0V电磁吸力内接矩形最大值，
其中，s＝P0/P,P0为永磁体截面积，P为气隙总截面积,μr＝μ/μ0，μ为永磁体磁导率，μ0为真空磁磁导率；η1＝Δ1/Δ1+Δ2，Δ1为左侧工作气隙长度，Δ2为右侧工作气隙长度,为形状因子，是永磁等效内磁导与气隙磁导之比；
采用公式(6)所示的分断动能来量化表征分断速度，通过提升分断动能改善磁保持极化继电器的电寿命：
其中，ψ是继电器线圈磁链，U、i、R分别是继电器线圈电压、电流和电阻，α、ω分别是衔铁角位移和角速度，Ebreak是继电器分断动能，J是衔铁部分的转动惯量，ρ是质量分布连续钢体的密度，r是转动钢体的转矩，dV是质量分布连续钢体的体积元，Fatr(t)是相应时间的吸力值，Fcon(t)是相应时间的反力值，Δl为弹性簧片的位移，ψ0、α0分别是t＝0时刻的线圈磁链和衔铁位移；
S4、考虑到S3中多目标稳健参数设计模型的需求，采用改进的多目标差分进化算法；
采用公式(7)和公式(8)占优种群与非占优种群不同的变异个数和变异策的多种群策略：
其中，nMut为变异交叉个体数，N为总的种群个数，G为当前种群代数，Gmax为种群最大代数，为常数，/>
基于小生境思想对当前种群所有个体的密集程度进行分析与计算，如公式(9)所示：
其中，为当前代最优种群，Ht(i)为最优种群中i号个体的小生境适应度，u(d(i,j))为当前代的最优种群中i号个体的小生境密集程度，d(i,j)为前代的最优种群中i号个体和j号个体的距离，/>为小生境半径；
S5、基于S4中改进的多目标差分进化算法，对S3中多目标稳健参数设计模型进行迭代寻优，得到最优稳健参数设计组合，并使用蒙特卡洛生产批次虚拟样机模型，验证磁保持极化继电器性能特征的提升幅度是否符合设计要求。
2.根据权利要求1所述的一种磁保持极化继电器全寿命周期稳健参数寻优方法，其特征在于：所述S1中基于实际工作点使用Stoner-Wahlfarth方法计算得到永磁体的磁偶极子的矢量化信息的具体步骤包括：
单轴单畴磁性微粒的磁特性由公式(1)来表示：
E＝Kvsin2θ-μ0MSHcos(τ-θ) (1)
由公式(1)可知工作点对应的磁偶极子矢量方向由公式(2)求得：
式中，E为单轴单畴磁性微粒的自由能密度，
Kv为单轴单畴磁性微粒的各向异性磁系数，
MS为工作点对应的磁化强度，
H为外加磁场的场强，
τ为外加磁场与易磁化方向的夹角，
θ为工作点对应的磁化强度与易磁化方向的夹角。
3.根据权利要求2所述的一种磁保持极化继电器全寿命周期稳健参数寻优方法，其特征在于：所述S1中将矢量化信息带入Preisach方法计算得到永磁体局部磁滞回线模型的具体步骤包括：
永磁体宏观磁感应强度B(H)由公式(3)求得：
其中，二元函数μ(α,β)表示磁偶极子正向翻转阈值α和负向翻转阈值β的分布密度，Hsat为饱和磁场强度，由公式(3)可知永磁体局部磁滞回线为公式(4)所示：
其中，Bt(H)为极限磁化曲线，为上升支局部磁滞回线，/>为下降支局部磁滞回线，Bd(H)为下降支，Bu(H)上升支，B1和H1为磁偶极子反转点坐标。
4.根据权利要求1所述的一种磁保持极化继电器全寿命周期稳健参数寻优方法，其特征在于：所述S2包括以下步骤：
S21、建立零件模型以及装配样机模型，在有限元分析软件建立磁保持极化继电器的电磁吸力计算模型，充退磁后的永磁体赋予S1计算得到的局部磁滞回线，矢量磁位设置为常数0，实现电磁吸力特征的计算；
S22、在ANSYS软件中建立触簧系统动簧片柔性多体模型并导入运动分析软件ADAMS中，设置输入参数和运动边界条件，实现继电器衔铁位移-反力特征的计算；
S23、通过S21和S22计算得到静态电磁吸力力矩数据和磁链数据的基础上，在MATLAB/Simulink搭建继电器静/动态特征控制与计算框架，实现磁保持极化继电器虚拟样机模型的建立，计算静动态性能特征；
S24、制作半开放式实物样机，实测磁保持极化继电器性能参数，对比验证虚拟机样机计算精度。
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