基于蛙跳模糊算法的Jiles Atherton铁心磁滞模型参数确定

Jiles Atherton(JA)模型广泛应用于铁心磁滞建模领域,其参数确定精确与否直接影响铁心磁滞现象的表达,为此提出蛙跳模糊算法对JA模型参数进行辨识。为了防止蛙跳算法陷入局部最优解并加快收敛速度,根据特殊点(矫顽力、矫顽力点磁化率)处实测值与计算值的相对误差,采用模糊控制方法,得到动态反馈系数,修正蛙跳算法的步长调整公式。采用爱泼斯坦方圈搭建磁滞回线测量系统,测得铁心饱和磁滞回线与局部磁滞回线。采用蛙跳模糊算法、蛙跳算法、粒子群算法和遗传算法分别求解得到模型参数,并将计算的磁滞回线与实测磁滞回线进行比较,证明了所提出的蛙跳模糊算法不易陷入局部最优解且具有更快的收敛速度。根据蛙跳模糊算法得到的局部磁滞回线模型参数辨识结果,研究模型参数与磁通密度的关系并进行拟合,得到不同磁通密度下的局部磁滞回线参数拟合模型。

磁滞模型研究进展

简述了磁滞以及更具一般性的材料滞回特性的主要特征。给出了常见滞回模型的性能对比和分析。重点介绍了磁性材料中常用的Jiles-Atheron模型、Preisach模型、斯通纳-沃尔法斯模型的概念和应用情况,特别是面对新材料磁滞特征模拟时它们的主要问题以及研究的进展情况。

基于改进J-A磁滞模型的电流互感器建模及实验分析

为研究计及铁芯磁滞效应的电流互感器(TA)传变特性,提出了一种新的TA数值模型。基于J-A磁化理论推导表征铁芯励磁特性的经典J-A磁滞模型,并对经典模型存在非物理解的缺陷进行了修正,形成改进J-A磁滞模型。其次,将TA的传变特性方程与铁芯改进J-A磁滞模型相耦合,建立了TA数值模型。搭建TA传变特性的测试电路,对比分析二次电流i2的理论计算波形和实际测量波形,试验表明:改进J-A磁滞模型更准确地表征铁芯的磁滞特性。同时,TA数值模型能基本反映TA的传变特性,具备物理概念清晰、计算量小、精度较高等优点,可广泛运用于各类铁磁材料的TA建模。

超磁致伸缩执行器的动力学参数及磁滞模型参数的辨识方法

根据JILES等提出的铁磁磁滞模型和JILES建立的磁机效应理论,结合能量守恒的观点,对超磁致伸缩执行器(GMT)的动力学参数及磁化参数进行辨识。针对JILES方法确定磁滞磁化模型所需磁性材料参数多,且在执行器工作条件下不易测量的缺点,经过对数学模型的推导变换,提出一种基于试验数据简便易行,试验数据容易获取的参数辨识方法,参数的估计可采用最小二乘类的辨识方法。给出低频试验下的辨识结果,此辨识方法可以为超磁致伸缩执行器的离线优化或在线控制提供可靠的参数。

天文望远镜子镜超磁致伸缩驱动器驱动模型及参数识别

采用超磁致伸缩驱动器(GMA,Giant Magnetostrictive Actuator)驱动拼接镜面天文望远镜子镜,并建立GMA精密位移驱动准确模型。针对传统遗传算法在辨识GMA位移模型参数时容易过早收敛到次优解的问题,提出了基于分层遗传算法(HGA,HierarchicalGenetic Algorithm)的参数识别方法,其结果在改善驱动位移模拟准确性和提高求解初期种群多样性,相对于其他算法都有较大程度的提高。研究通过与实验结果对比验证了所提出参数辨识方法和建立模型的有效性,位移预测值和实验值的平均偏离值不超过满行程的1.3%。研究还就驱动磁场强度幅值和预应力等因素对滞回、损耗、饱和磁化强度、饱和磁致伸缩量等模型参数的影响进行了分析。

用于非圆切削的超磁致伸缩换能器耦合磁弹性模型

在恒温条件下,综合考虑超磁致伸缩车削加工系统电、磁和机械三方面的关系,根据Jiles-Atherton非线性滞回模型,采用磁场与磁化强度间的线性化近似关系式,结合Kelvin-Voigt阻尼理论和非圆加工切削力模型,建立了用于非圆切削加工的超磁致伸缩换能器耦合磁弹性理论模型。通过对换能器系统频响关系的分析,得出激励磁场与系统输出位移之间的关系与文献给出的换能器系统性能实验结果具有相同的分布趋势。

基于Jiles-Atherton磁滞理论三相三柱变压器直流偏磁的电磁混合模型

直流输电系统单极运行情况下,直流通过变压器接地中性点,构成交流系统变压器的直流偏磁,准确获得变压器铁心的磁性能并建立变压器暂态模型是分析偏磁问题的关键。介绍了基于反映物理机制的Jiles-Atherton磁滞模型模拟铁心磁化性能、以三相三柱式变压器铁心和绕组的空间结构为基础、建立的变压器电磁混合模型,研究了偏磁条件下励磁电流及其谐波的规律特性。并与实测数据进行对比分析,结果表明:实验结果和计算结果吻合,本文提出的变压器电磁混合模型具有一定的可行性,提高了磁路耦合变压器模型的精度。

磁通门铁芯涡流效应磁场计算与HSPICE仿真

在交变磁场下,针对铁磁材料中涡流效应对磁滞回线的影响在传统分析计算中存在的难题,提出一种基于HSPICE的磁通门铁芯涡流磁场计算和仿真方法。磁通门铁芯用考虑磁滞现象的Jiles动态模型描述,运用欧姆定律和毕奥-萨伐尔定律得到涡流产生的寄生磁场,再将寄生磁场与激励磁场叠加代入Jiles动态模型,即得到涡流对磁滞回线影响的数学模型。最后,利用HSPICE进行仿真验证,结果表明:在0.5 Hz、50 Hz、200 Hz和500 Hz 4种不同频率电压源激励下得到的铁芯磁滞回线波形,与实验结果拟合较好。

超磁致伸缩致动器的基于RBF神经网络整定PID控制

超磁致伸缩致动器的外加磁场与输出位移存在着显著的磁滞现象,导致致动器的输出位移存在滞回性强、非线性严重等缺点,这严重限制了致动器的应用。针对超磁致伸缩致动器的磁滞,论文采用Jiles-Atherton磁滞模型并结合致动器结构动力学原理,建立了磁滞非线性动态模型;设计了基于RBF神经网络整定的PID控制器,以削弱致动器的磁滞,使整个系统的输出无偏差的地跟踪参考输入。仿真结果表明,所提出的控制方法可以在一定程度上削弱致动器的磁滞,能够兼顾跟踪能力和抑制干扰能力。

磁悬浮运动中电磁铁磁滞特性的非线性影响研究

超精密磁悬浮运动控制中,电磁铁铁心及衔铁导轨中存在的磁滞特性是导致电磁力难以实现精确控制的重要原因之一.研究磁滞特性对电磁力的非线性影响规律并建立其非线性模型具有重要意义.通过研究磁悬浮精密运动中电磁铁磁滞特性对气隙处磁感应强度的影响,分析了带气隙磁路磁滞特性建模原理,建立了包含Jiles-Atherton模型的电磁铁磁浮力非线性模型,并采用粒子群优化算法对该模型参数进行实验验证.结果表明,磁悬浮精密运动中电磁铁磁滞特性不容忽视,采用经参数辨识得到的新模型比采用传统模型计算得到的气隙磁感应强度值更精确、更接近实测值.研究结果为提高磁悬浮精密运动中电磁力的精确控制提供了重要参考价值.

间谐波对电力变压器的影响分析

间谐波是频率非基波整数倍的噪声信号,可对电力系统造成诸多危害。研究了间谐波信号对电力变压器的影响,详细分析了间谐波环境下变压器励磁电流陡增产生机理。为精确仿真该影响过程,文中基于Jiles-Atherton模型搭建变压器计算模型,并结合Simulink软件建立了考虑磁滞效应的非线性变压器仿真模型。最后,通过实验分别分析了间谐波初相、幅值、频率对变压器励磁电流及铁磁损耗的影响,其结果证明了分析的正确性。

电压互感器铁芯J-A磁滞参数特性研究

考虑饱和磁滞特性的变压器建模及仿真是国内外学者的研究热点．为研究电压互感器（PT）铁芯磁滞参数特性，应用遗传算法，以实验测量的磁滞回线与计算磁滞回线特征点间的欧氏距离作为评价函数，辨识了不同空载电压下铁芯的5个Jiles—Atherton参数，并在Jiles—Atherton参数的物理意义基础上，定量研究了参数随工作电压的变化规律．研究结果表明：参数辨识结果与实际磁滞回线吻合；采用固定的J—A参数用于大范围工作电压下的PT建模仿真时，计算的励磁电流会有较大误差；a、a、k、c4个参数与铁芯最大磁场强度Hmax成正相关的关系，并且参数k、c具有明显的饱和趋势．