一种平衡力继电器不确定性最大界自动分配方法组成比例

一种平衡力继电器不确定性最大界自动分配方法，涉及一种继电器不确定性最大界分配方法。确定平衡力继电器的关键底层退化零部件及材料；试验采集关键底层退化零部件和材料的退化信息，建立退化模型；建立数字样机模型，分析退化对继电器质量参数的影响，考虑出厂筛选建立考虑退化的全寿命周期质量损失函数模型；构建制造工序极限能力约束下不确定性最大界自动分配加速步长函数模型；分析继电器当前设计状态质量参数波动与设计目标之间的偏差，建立不确定性最大界分配目标函数，对目标函数进行寻优，确定最优解集；抽样验证是否符合要求。有助于保证不确定性最大界的分配精度与效率，实现平衡力继电器全寿命周期质量一致性波动的控制。控制。控制。

【技术实现步骤摘要】
一种平衡力继电器不确定性最大界自动分配方法


[0001]本专利技术涉及一种继电器不确定性最大界分配方法，尤其是一种平衡力继电器不确定性最大界自动分配方法，属于继电器设计


技术介绍

[0002]平衡力继电器是为了克服传统拍合式、平衡衔铁式继电器耐力学性能差、体积大、功耗高、质量大等问题，而提出的结构较为新颖的继电器。平衡力继电器吸合动作主要依靠线圈产生的电磁吸力，返回主要依靠永磁体回路产生的永磁体反力。因此，其作用在动触点上的保持力由线圈产生的电磁力提供，作用在静触点上的保持力由永磁体提供。在设计和制造过程中需要保持吸合电磁力和返回永磁体力相等，从而使平衡力继电器具有良好的性能。
[0003]平衡力继电器由电磁机构、接触机构及附属机构组成，相关零部件多达几十个，制造工序复杂，是典型的电
‑
磁
‑
力
‑
热多物理场耦合作用的多输入输出非线性系统。结构和工艺繁杂的不确定性对平衡力继电器质量一致性影响非常显著，其必然带来的继电器可靠性与质量一致性差异(体现为初始产品间差异和退化失效过程差异)，一直是国内外平衡力继电器用户和生产厂家共同关注的问题，也是导致继电器寿命周期质量一致性差与质量损失高的重要原因。
[0004]不确定性最大界分配(容差设计)是一种控制制造工序波动的典型方法，通过缩小平衡力继电器设计参数不确定性最大界，提升平衡力继电器制造工序一致性，进而提升平衡力继电器产品可靠性和质量一致性。然而，目前普遍采用的恒定贡献率系数和变贡献率系数的手动分配方法，都忽略了退化不确定性对不确定性最大界分配精度和寿命周期质量损失的影响，导致分配效率差、精度低、难以抑制全寿命周期质量损失等问题，因此，目前针对平衡力继电器的不确定性最大界的分配精度和效率都有待提升。

技术实现思路

[0005]为解决
技术介绍
存在的不足，本专利技术提供一种平衡力继电器不确定性最大界自动分配方法，通过建立继电器零部件不确定性最大界与平衡力继电器全寿命周期质量损失模型以及自动分配加速步长函数模型，并实时监测平衡力继电器质量特征的提升幅度和寿命周期质量成本的变化规律，保证不确定性最大界的分配精度与效率，实现平衡力继电器全寿命周期质量一致性波动的控制。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取下述技术方案：
[0007]一种平衡力继电器不确定性最大界自动分配方法，包括以下步骤：
[0008]S1、分析平衡力继电器的机构组成和吸反力配合原理，确定平衡力继电器的关键底层退化零部件及材料，包括软磁合金、永磁体、弹性簧片和触点；
[0009]S2、设计并搭建退化试验装置，试验采集关键底层退化零部件和材料的退化信息，建立关键底层退化零部件和材料的退化模型；
[0010]S3、建立平衡力继电器的数字样机模型，分析关键底层零部件和材料退化对平衡力继电器质量参数的影响，将平衡力继电器的质量损失函数展开，考虑平衡力继电器出厂筛选试验，建立考虑平衡力继电器退化过程质量损失的全寿命周期质量损失函数模型；
[0011]S31、设平衡力继电器的质量特征目标波动范围为T
d
，制造出的实际值为y，当y超出范围y
d
±
T
d
，y
d
为最佳输出特征值，则会造成质量损失L，记质量损失函数为L(y)并使用泰勒展开方法将质量损失L展开为高阶可导的形式：
[0012][0013]其中，R
n
(y)是误差项；
[0014]S32、在出厂前需要进行筛选，有L(y
d
)＝0，同时略去二阶以上的高阶项，得到质量损失函数为：
[0015]L(y)＝k(y
‑
y
d
)2，k＝L
″
(y
d
)/2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0016]考虑制造工艺不确定性对继电器输出特征参数随机性的影响，对公式(2)取期望得到质量损失函数模型：
[0017][0018]其中，μ
y
是继电器质量特征y的期望，
[0019]σ
y
是继电器质量特征y的标准差；
[0020]S33、建立考虑退化不确定性的平衡力继电器全寿命周期质量损失模型：
[0021][0022]其中，y(t)表示继电器在寿命时刻t时的质量特征，
[0023]μ
y(t)
表示继电器在寿命时刻t时质量特征y(t)的期望，
[0024]σ
y(t)
表示继电器在寿命时刻t时质量特征y(t)的标准差，
[0025]μ
y(0)
表示继电器在寿命初始时刻质量特征的均值，
[0026]σ
y(0)
表示继电器在寿命初始时刻质量特征的标准差，
[0027]Θ表示平衡力继电器寿命周期均值的退化率，
[0028]Ξ表示平衡力继电器寿命周期标准差的退化率；
[0029]S4、基于S3建立的平衡力继电器全寿命周期质量损失模型，构建制造工序极限能力约束下不确定性最大界自动分配加速步长函数模型；
[0030]S41、分析平衡力继电器质量一致性需求Q
obj
以及当前设计的第j个设计参数、第i次迭代结束时的质量一致性波动范围的相对关系，构建根据质量波动与目标趋近程度实现步长自动配置的加速函数
[0031][0032]S42、构建不确定性最大界自动分配加速步长函数模型：
[0033][0034]其中，表示第j个设计参数、第i+1次迭代开始时的贡献率，
[0035]表示第j个设计参数、第i次迭代结束时的质量波动加速步长，
[0036]表示第j个设计参数、第i次迭代结束时的贡献率系数，由田口稳健性设计方法的贡献率计算公式获得，
[0037]表示第j个设计参数、第i次迭代结束时的寿命周期质量损失系数M(i)与初始质量寿命周期质量损失系数M(0)的比值，
[0038]S43、分析制造工序的极限能力，构建不确定性最大界迭代模型：
[0039][0040]其中，记第j个参数p
j
的中心值为p
j
(0)，在第i次迭代寻优过程中的不确定性容差为Y
pj
(i)，其制造工序能力极限容差值为β，第i+1次迭代寻优时设计参数p
j+1
的不确定性容差为
[0041]S5、基于S4建立的模型，分析平衡力继电器当前设计状态质量参数波动与设计目标之间的偏差，建立平衡力继电器不确定性最大界分配目标函数，使用智能算法对目标函数进行寻优，确定平衡力继电器不确定性最大界最优解集；
[0042]S6、通过抽样试验生产批量数字样机，验证平衡力继电器质量参数标准差的提升幅度是否符合设计要求。
[0043]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术解决了平衡力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种平衡力继电器不确定性最大界自动分配方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、分析平衡力继电器的机构组成和吸反力配合原理，确定平衡力继电器的关键底层退化零部件及材料，包括软磁合金、永磁体、弹性簧片和触点；S2、设计并搭建退化试验装置，试验采集关键底层退化零部件和材料的退化信息，建立关键底层退化零部件和材料的退化模型；S3、建立平衡力继电器的数字样机模型，分析关键底层零部件和材料退化对平衡力继电器质量参数的影响，将平衡力继电器的质量损失函数展开，考虑平衡力继电器出厂筛选试验，建立考虑平衡力继电器退化过程质量损失的全寿命周期质量损失函数模型；S31、设平衡力继电器的质量特征目标波动范围为T
d
，制造出的实际值为y，当y超出范围y
d
±
T
d
，y
d
为最佳输出特征值，则会造成质量损失L，记质量损失函数为L(y)并使用泰勒展开方法将质量损失L展开为高阶可导的形式：其中，R
n
(y)是误差项；S32、在出厂前需要进行筛选，有L(y
d
)＝0，同时略去二阶以上的高阶项，得到质量损失函数为：L(y)＝k(y
‑
y
d
)2，k＝L
″
(y
d
)/2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)考虑制造工艺不确定性对继电器输出特征参数随机性的影响，对公式(2)取期望得到质量损失函数模型：其中，μ
y
是继电器质量特征y的期望，σ
y
是继电器质量特征y的标准差；S33、建立考虑退化不确定性的平衡力继电器全寿命周期质量损失模型：其中，y(t)表示继电器在寿命时刻t时的质量特征，μ
y(t)
表示继电器在寿命时刻t时质量特征y(t)的期望，σ
y(t)
表示继电器在寿命时刻t时质量特征y(t)的标准差，μ
y(0)
表示继电器在寿命初始时刻质量特征的均值，σ
y(0)
表示继电器在寿命初始时刻质量特征的标准差，Θ表示平衡力继电器寿命周期均值的退化率，Ξ表示平衡力继电器寿命周期标准差的退化率；S4、基于S3建立的平衡力继电器全寿命周期质量损失模型，构建制造工序极限能力约
束下不确定性最大界自动分配加速步长函数模型；S41、分析平衡力继电器质量一致性需求Q
obj
以及当前设计的第j个设计参数、第i次迭代结束时的质量一致性波动范围的相对关系，构建根据质量波动与目标趋近程度实现步长自动配置的加速函数步长自动配置的加速函数S42、构建不确定性最大界自动分配加速步长函数模型：其中，表示第j个设计参数、第i+1次迭代开始时的贡献率，表示第j个设计参数、第i次迭代结束时的质量波动加速步长，表示第j个设计参数、第i次迭代结束时的贡献率系数，由田口稳健性设计方...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈昊，代文鑫，陈岑，叶雪荣，翟国富，康锐，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：