大功率直動(dòng)式電磁機(jī)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化的研究.pdf

1、直動(dòng)式電磁機(jī)構(gòu)是大功率接觸器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的首選方案，其靜、動(dòng)態(tài)特性的優(yōu)劣直接決定了產(chǎn)品的工作壽命及動(dòng)作可靠性。本文主要針對(duì)大功率直動(dòng)式電磁機(jī)構(gòu)閉合回跳以及分?jǐn)嗄芰Σ蛔愕葐栴}，分析決定其相關(guān)性能的關(guān)鍵指標(biāo)，進(jìn)而對(duì)相關(guān)參數(shù)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化設(shè)計(jì)。同時(shí)，在大功率電磁機(jī)構(gòu)所具備節(jié)能模塊的基礎(chǔ)上，引入電壓調(diào)控策略，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)和電氣參數(shù)的整機(jī)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)及穩(wěn)健性設(shè)計(jì)。
　　首先，基于有限元仿真軟件FLUX建立直動(dòng)式電磁機(jī)構(gòu)的靜態(tài)特性模型，得到較

2、為精準(zhǔn)的靜態(tài)特性結(jié)果。基于所得的靜態(tài)數(shù)據(jù)，采用4階 Runge-Kutta法離散處理動(dòng)力學(xué)微分方程組，數(shù)值法求解電磁機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型，最后通過試驗(yàn)對(duì)比驗(yàn)證該方法求解動(dòng)態(tài)特性的準(zhǔn)確性，為后續(xù)的參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。
　　其次，針對(duì)大功率直動(dòng)式電磁機(jī)構(gòu)存在的閉合彈跳和分?jǐn)嗄芰Σ蛔愕葐栴}，分析決定其相關(guān)性能的關(guān)鍵指標(biāo)。基于多目標(biāo)粒子群算法對(duì)關(guān)鍵指標(biāo)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)參數(shù)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)，選取反力彈簧和回跳彈簧的剛度與初始靜壓力為策略變量，觸頭吸合速度

3、、銜鐵分?jǐn)嗨俣?、吸合時(shí)間為優(yōu)化目標(biāo)。
　　然后，基于大功率直動(dòng)式電磁機(jī)構(gòu)所具備的節(jié)能模塊，提出并引入 PWM電壓控制策略，同時(shí)在Microchip公司開發(fā)的MPLAB平臺(tái)下以 PIC12F615單片機(jī)為控制核心通過 PICC語言編程實(shí)現(xiàn)相關(guān)電氣功能，進(jìn)而通過分段 PWM輸出以調(diào)控電磁機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性。在此基礎(chǔ)上，對(duì)包含電氣控制參數(shù)的整機(jī)參數(shù)進(jìn)行多目標(biāo)粒子群優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　最后，基于對(duì)電磁機(jī)構(gòu)整機(jī)參數(shù)的多目標(biāo)粒子群優(yōu)化設(shè)計(jì)，確定