基于优化的GRNN和BP神经网络的磁滞曲线拟合对比分析

针对超磁致伸缩材料(GMM)的磁滞非线性,运用广义回归神经网络(GRNN)和前馈BP神经网络分别对GMM的磁滞回线进行非线性逼近,通过网络的训练、预测,与Jiles-Atherton(J-A)模型进行了对比,分析了两种神经网络的逼近效果,给GMM的运用起到了很好的指导作用。其中,在GRNN神经网络中,由于所取数据有限,为了扩大样本容量,采取交叉验证方法对GRNN神经网络进行了训练,采用循环算法找出了最佳的径向基函数扩展系数SPREAD,并对传统GRNN神经网络进行了优化。研究结果表明:优化后的GRNN神经网络对于磁滞回线的预测精度明显高于BP神经网络。

非均匀磁场扫描的磁滞曲线测量方法的研究

对于一类软磁材料 ,用振动样品磁强计测量其基本磁性参数时 ,因饱和时的外加磁场远大于软磁材料饱和时的矫顽力 ,常常会因测量饱和磁化强度 MS而不能保证测量矫顽力 HC的一定精度。文章提出采用非均匀磁场扫描的方法实现饱和时的饱和磁化强度 MS和矫顽力

压应力下铁镓合金动态磁滞曲线的测试与分析

铁镓合金的磁滞特性和电磁损耗是材料应用的基础。基于安培定律和法拉第电磁感应定律设计了一套简易的测试装置,运用该装置准确地测试了铁镓合金棒在不同磁场频率和压应力下的磁滞曲线,分析了矫顽力和电磁损耗的变化情况。结果表明,铁镓合金棒在恒定的压应力作用下,随着磁场频率的增加,磁滞曲线面积增大,矫顽力和电磁损耗增大;铁镓合金棒在恒定的磁场频率下,随着压应力增大,磁滞曲线面积减小,矫顽力和电磁损耗增大。

基于低分辨率磁滞变化曲线的杆件拉力测量

根据磁弹基本原理可知,不同拉力作用下杆件材料的磁滞回线存在差异,据此提出了一种磁弹拉力测量改进方法。该方法先采用双套筒线圈式磁弹传感器采集不同拉力下杆件磁滞回线信号,并利用磁滞变化曲线衡量力对磁滞回线上每一点的影响,应用小波分析对磁滞变化曲线降维得到不同拉力下的低分辨率磁滞变化曲线特征,输入到神经网络进行训练,从而获得低分辨率磁滞变化曲线与拉力的映射关系。通过实验分析表明,磁滞变化曲线可以从本质上直观地反映拉力对磁滞回线上每一个点的影响。低分辨率磁滞变化曲线特征不仅包含着完整的拉力对磁滞回线每一点影响的信息而且特征维数低。应用基于低分辨率磁滞变化曲线和神经网络的拉力测量方法,无需分析灵敏度曲线和拟合确定系数曲线就可确定反映拉力的特征,可以实现多特征对拉力的拟合。接着,比较了误差反向传播神经网络(BPNN)、径向基神经网络(RBFNN)和利用线性插值样本训练的RBF神经网络对拉力的预测性能,发现利用线性插值样本训练后的RBF神经网络的预测效果,优于BP神经网络和没采用线性插值样本训练的RBF神经网络。最后,将基于低分辨率磁滞变化曲线和采用线性插值样本训练的RBF神经网络的拉力测量方法集成于双套筒线圈式杆件拉力测量装置并应用于实际拉力测量中,其拉力测量误差和确定系数分别达到0.11%和1,达到了实际测量要求,证明了该方法的有效性和可用性。

显微动态散斑法测量压电陶瓷位移特征曲线

采用显微动态散斑相关法来测量压电陶瓷的压电位移特性并标定其线性区间。推导了透射相位衍射体在显微系统中的散斑光强互相关函数,并讨论了显微系统分辨率与放大倍率对测量微位移的影响。为在计算中避免散斑去相关的影响,采用了逐级位移相关叠加法。设计了显微散斑采集系统并测量了压电陶瓷的位移磁滞曲线。实验结果表明:使用放大倍率为100、数值孔径为1.25的显微物镜,在测量光路放大倍率为42.1时,测量位移的理论精度达到0.082;考虑衍射极限时,实际的极限位移分辨率为0.348μm。本测量系统满足压电陶瓷位移曲线测量及线性区间标定的要求;与其他方法相比较,该方法简化了测量光路,提高了运算速度,且对装配误差要求低。

NdFeB永磁体下YBaCuO块材在交流磁扰动中的悬浮力磁滞特性

研究了交流磁扰动对高温超导块材和永磁体之间悬浮力的影响。实验分析了在零场冷(ZFC)条件下,不同频率的交流磁场扰动下的悬浮力曲线;另外还研究了交流磁扰动在永磁体下降和上升过程中对悬浮力的影响,发现上升过程中悬浮力受交流磁场影响较大,而在下降过程中影响则较为不明显,同时随着交流磁场幅值的增大,悬浮力的滞回曲线逐渐加宽。说明交流磁场导致了超导块磁滞损耗的增加,对超导磁浮特性的研究具有理论意义。

基于改进鲸鱼算法的电流互感器J-A模型磁滞参数识别

基于J-A磁滞模型模拟电流互感器铁芯磁滞特性的关键是模型参数的精准快速识别。针对现有J-A模型参数提取时输入输出均不易测量和提取方法收敛速度慢、精度低等问题,提出了一种基于改进鲸鱼算法的ψ-i J-A磁滞模型的参数提取方法。该模型以磁链和电流为基础,而不是以磁通密度和磁场为基础。采用加入自适应权重值调整和搜索策略的改进鲸鱼算法对参数进行提取。用所提方法和粒子群算法、鲸鱼算法分别识别P型电流互感器和PR型电流互感器的磁滞曲线,对比可得改进鲸鱼算法精度更高、迭代次数更少,验证了所提方法的高效性。

一种用于电流互感器铁心J-A磁滞参数识别的改进方法

模拟电流互感器铁心的动态磁化过程,需要建立准确的磁滞模型。改进J-A磁滞模型能够更准确地模拟铁心的磁滞特性。针对改进J-A磁滞模型关键参数难以确定的问题,提出了一种基于烟花算法的电流互感器改进J-A磁滞模型参数识别方法。该方法首先建立改进J-A模型,然后建立参数识别模型,以求出的磁感应强度与已知的磁感应强度之间的绝对误差之和最小为目标函数,将模型参数作为变量引入烟花优化算法中求解。在产生新火花的时候,增加了对火花是否满足约束条件的校验。用所提方法分别识别P型和PR型电流互感器磁滞曲线,结果表明求得的磁滞曲线与实际曲线偏差小,增加的火花校验环节能够明显减少算法收敛所需要的迭代次数,证明了所提方法的有效性和自适应性。

一种基于低频窄带扫描的电磁式电压互感器杂散电容测量与精确建模方法

与电力变压器相比,电磁式电压互感器(PT)具有更大的杂散电容,这将使其磁滞曲线的绘制以及宽频仿真模型的构建更加困难,难以进行精确的铁磁谐振仿真。目前,工程上常用频率扫描的方式计算高频高压变压器的分布电容。但是该方法需要数MHz的扫频范围,难以应用于工作在低频下的PT设备。该文提出一种低频窄带的频率扫描方法,通过在PT与变频电源端口之间串联电感的方式,将扫频试验的谐振点降至低频范围内,对杂散电容的数值进行了精确计算。该方法所需的扫描频段窄、扫描频率低,降低了对电源与测量设备的硬件要求,避免了由于高频试验带来的损耗问题。进而,可以分离PT端口电流中的容性电流与励磁电流分量,对磁滞曲线进行精确绘制。最终,可以建立包含铁心磁滞与杂散电容的π型仿真模型。仿真结果具有较好的频率响应特性,与试验结果的相似系数保持在95%以上,优于现有的仿真模型。

平炉尘合成Fe_3O_4的磁性研究

包头钢铁厂的平炉尘含铁量高 ,粒径微细 ,并以γ -Fe2 O3为主 .经过提纯分级可以作为生产超细磁性材料的原料 .在有Fe2 +离子存在及避免氧化的条件下 ,将平炉尘转化为超细尖晶石型铁酸盐Fe3O4 ,对其磁性进行了研究 ,测定了磁滞回线和热磁曲线 .

一种用于变压器直流偏磁状态下的改进型Jiles-Atherton模型

Jiles-Atherton(J-A)理论在半宏观磁滞建模领域应用广泛。但因存在仅包含交流分量、对偏磁状态下的磁滞曲线描述不完整等缺陷,致使基于其建立的变压器直流偏磁模型存在较大误差。首先对正常励磁状态下的J-A公式进行推导修正。基于此通过引入直流分量,改进了J-A理论在直流偏磁状态下的无磁滞磁化曲线和磁化强度的微分表达式,并对其牵制系数k进行修正。接着提出一种基于改进J-A公式的变压器直流偏磁模型。最后,用一台500 kV电网的算例变压器来验证改进J-A公式用于变压器直流偏磁时的准确性。经验证,修正模型仿真结果与实测数据误差更小,在不改变原J-A理论物理机制的前提下改进模型能得到偏磁状态下的非对称磁滞曲线且可以更加精确的描述励磁电流值。

基于J-A理论的铁心磁化模型及其改进

铁磁材料励磁特性描述的准确性与磁化模型密切相关。在重新推导以磁场强度H为输入量的经典J-A磁滞模型基础上,对模型中局部磁滞回线的非物理解进行改进,并基于磁化机理提出损耗系数k的修正方程,形成了改进的J-A磁滞模型。通过示波器法测量铁心的磁滞回线并与其对应的改进J-A磁滞模型的理论值进行对比,验证了模型的有效性和准确性。

碳包覆纳米铁镍磁性颗粒的合成(英文)

通过在双温控的化学气相沉积炉中热解四吡啶并卟啉铁镍混合物,合成了碳包覆铁镍纳米颗粒。原料中四吡啶并卟啉铁镍的质量比为7:3;扫描电镜和透射电镜的结果显示碳包覆铁镍纳米颗粒形貌均匀,直径为100～300 nm;能谱结果显示碳包覆铁镍纳米颗粒是由铁、镍和碳组成;拉曼光谱证明产物有大量的缺陷存在,可能是由于球状结构上的碎片引起的;此外,磁性能测试表明室温下,碳包覆铁镍纳米颗粒有很高的饱和磁化强度,为56.3 emu.g-1;而其产物的矫顽力趋近于零,呈超顺磁性,适合用于催化剂载体。

直流-直流电压转换器

文章介绍了直流-直流电压转换器的工作原理、主要指标的测量方法以及在生产过程中应注意的问题。

基于实际工程的变压器改进J-A模型研究

为了能够深入开展励磁涌流对直流输电系统影响的机理性研究,提出了一种基于PSCAD/EMTDC仿真软件的考虑磁滞特性的变压器模型建模方法,该建模方法采用改进J-A模型来描述变压器磁滞特性,具有物理意义清晰、参数较少等优势。介绍了常用的变压器电磁仿真模型建模方法,并给出了所提建模方法的详细步骤和算法设计。在PSCAD/EMTDC仿真平台上建立了牛从直流输电系统的仿真模型,并结合牛从直流的实际录波波形进行了参数辨识,最终利用PSCAD复现了牛从直流乙线换流变压器空充过程中甲线直流电流的录波波形,验证了所建模型的合理性和有效性。

基于压磁效应的钢筋疲劳损伤试验研究

对17个HRB400热轧钢筋加工的标准试件进行轴向拉伸疲劳试验,并通过实时记录试件周围的压磁信号,研究疲劳过程中压磁信号的演变规律.结果表明:HRB400钢筋的压磁信号对疲劳损伤很敏感,相比应力-应变滞回曲线更能反映疲劳损伤过程;在静力加载与循环加载过程中,压磁信号曲线都存在一个相对稳定的极值比;不同疲劳阶段的压磁滞回曲线存在显著差别,根据滞回曲线极值点的变化可预测疲劳失效;比较2个磁探头信号的曲线特征可初步判断失效的位置;试验得到的压磁信号演化过程符合疲劳三阶段规律,据此提出一个预测钢筋剩余疲劳寿命的方法.

Chua电路的异构磁控忆阻器设计与仿真实现

基于三阶经典Chua电路,设计了一个含有两个异构磁控忆阻器的非线性电路,建立了其无量纲五阶数学模型。由于两个磁控忆阻器的特性方程在设计中的相异性,它们所在的位置是关于电容形成对称结构。对系统的平衡点的稳定性和李雅普诺夫指数进行分析,证明该异构磁控忆阻电路混沌特性的存在。采用Multisim电路仿真软件分别对五阶异构忆阻Chua系统模型和两个异构磁控忆阻器进行电路实现,数值计算和电路实验结果表明异构磁控忆阻Chua电路具有丰富的混沌行为,且可勾画出完全相同的混沌吸引子和类紧磁滞回归轨迹。

利用Origin8.0软件简化大学物理实验数据的处理

以铁磁材料磁化曲线与磁滞回线实验为例,介绍如何利用Origin8.0软件中绘图、曲线拟合、积分等功能简化对数据进行处理过程。针对处理后数据进行讨论,并将操作方法推广到其他大学物理实验中。

电流互感器开路产生高压的原因分析

本文通过对CT开路情况下磁通与电流的关系及分类讨论在磁滞曲线线性区段和非线性区段及稳态电流和暂态电流不同情况下,分析了CT开路产生高压的原因。分析表明二次电动势的幅值不取决与电流互感器是否饱和,而是取决于零点到拐点间一次电流大小的变化快慢。又引用实验数据表明在一般情况下,稳态不产生高压。并推测仅有在暂态下,电流变化很快时,才会产生高压。