电磁作动器非线性输出力建模方法

作     者：刘伟 高扬 LIU Wei;GAO Yang

作者机构：中国科学院空间应用工程与技术中心北京100094 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《电机与控制学报》 (Electric Machines and Control)

年 卷 期：2020年第24卷第9期

页      面：115-125页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081101[工学-控制理论与控制工程] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：“空间科学(二期)”先导专项“空间科学预先研究项目”(XDA15015200) 载人航天领域预先研究项目概念创新类项目(0103) 

主　　题：电磁作动器 非线性 实验法建模 多项式回归 高斯过程回归 

摘      要：针对具有复杂磁场分布的电磁作动器非线性输出力建模问题,提出一种实验测试和回归分析相结合的建模方法。通过标定实验测量磁场工作区域内若干不同空间位置点处的电磁力,基于标定实验数据,采用多项式回归方法和高斯过程回归方法建立电磁力模型。基于多项式回归方法建立电磁力的多项式形式的参数模型,通过最小二乘法计算多项式模型系数。基于高斯过程回归方法建立电磁力的条件概率模型,分析协方差函数的选择以及超参数的优化确定算法。以空间微重力主动隔振装置中电磁作动器为例,对比多项式电磁力模型和高斯过程回归电磁力模型的预测精度和计算效率。多项式电磁力模型的一次预测计算时间小于1 ns,主方向电磁力的预测精度优于12.5‰。高斯过程回归电磁力模型的一次预测计算时间约为24 ms,主方向电磁力的预测精度优于8‰。