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北京航空航天大学学报 2016年第7期42卷 1469-1478页

作者：邓昊程伟北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100083

卫星结构中通常有大量横向加强构件作用下的开口薄壁杆件,横向加强构件一般沿杆件轴向均匀分布,通过对这类结构研究,理论上证明了这种结构的振动微分方程与普通的开口薄壁梁振动微分方程有相同的形式,因此可以用开口薄壁梁单元进行等效... 详细信息

卫星结构中通常有大量横向加强构件作用下的开口薄壁杆件,横向加强构件一般沿杆件轴向均匀分布,通过对这类结构研究,理论上证明了这种结构的振动微分方程与普通的开口薄壁梁振动微分方程有相同的形式,因此可以用开口薄壁梁单元进行等效计算。本文建立了开口薄壁梁的3种数学模型:有限元模型、传递矩阵模型和解析模型。采用优化理论中序列二次规划对等效截面参数进行辨识,同时分析了不同目标函数对辨识结果的影响,并且提出了一种对截面初始参数进行估计的方法。对于有限元模型,提出采用MATLAB与ABAQUS交互式参数优化方法,充分结合二者优点可以快速高效地对截面参数进行优化辨识,具有较强的通用性。通过实验验证了这种等效建模方法的正确性与精确性。所提出的等效建模方法可以减少90%以上的单元数量。通过建立这种简化模型,可以大幅度提高整星结构模型修正与结构重分析的效率。

关键词：横向加强构件开口薄壁梁振动微分方程等效建模参数优化辨识

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旋转磁化下逆矢量Jiles-Atherton磁滞模型研究

旋转磁化下逆矢量Jiles-Atherton磁滞模型研究

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作者：王旭沈阳工业大学

学位级别：硕士

电工钢片具有很好的导磁性能,通常叠压制成作为电机、变压器的铁心。电工钢片的磁滞特性是电气设备设计过程中需要考虑的重要参数,对电磁场数值分析的精确模拟有着重要的影响。由于电工钢片的各向异性比较明显,电机、变压器在实际的运... 详细信息

电工钢片具有很好的导磁性能,通常叠压制成作为电机、变压器的铁心。电工钢片的磁滞特性是电气设备设计过程中需要考虑的重要参数,对电磁场数值分析的精确模拟有着重要的影响。由于电工钢片的各向异性比较明显,电机、变压器在实际的运行过程中定子铁心轭部或铁心的T型结合处不仅存在交变磁化,也存在旋转磁化,并且旋转磁化对其的影响大于交变磁化的影响。准确地模拟旋转磁化下铁心的磁滞特性是高功率密度电机优化设计的前提和基础。本文对标量和矢量Jiles-Atherton磁滞模型物理本质进行了分析,在实验测量电工钢片旋转磁特性基础上分析了不同磁化轨迹下电工钢片的磁滞特性,提出了改进的逆矢量Jiles-Atherton磁滞模型,并对模型中的参数进行了优化辨识,同时将模型计算结果与实验测量结果进行对比,验证了模型的有效性。对一台同步发电机进行了磁特性仿真计算,通过Ansoft软件对同步发电机进行磁场仿真分析,同时结合Matlab编程得到磁通密度,以磁通密度作为逆矢量磁滞模型的输入计算得到磁场强度,为高效率电机和变压器的设计与研发打下基础。主要研究内容有:首先,在对比分析几种常用的描述电工钢片磁滞特性模型的基础上,重点研究了物理意义清晰的逆矢量Jiles-Atherton磁滞模型,对模型公式进行了详细推导,并分析了该模型在预估电工钢片旋转磁滞特性的可行性。其次,利用实验室现有的电工钢片二维磁特性测量装置及特性数据,分析了传统逆矢量Jiles-Atherton磁滞模型在模拟电工钢片旋转磁特性时的不足之处,重新定义了非磁滞磁化强度参数的数学表达形式,进而提出了改进的逆矢量磁滞模型。然后,为了进一步提高矢量磁滞模型计算的准确度,对改进后的逆矢量Jiles-Atherton磁滞模型的五个参数进行优化辨识,基于Matlab语言编写了相应的计算机程序。将模型计算结果与测量数据进行对比,验证了改进的磁滞模型的有效性。最后,给出了利用上述逆矢量Jiles-Atherton磁滞模型分析电机的磁特性的仿真计算方法。用Ansoft软件先对电机进行仿真分析,采集得到磁通密度数据,并结合Matlab编程把磁场数据进行输出,计算得到磁滞模型参数,然后使用逆矢量磁滞模型计算得到磁场强度,并给出了相应的磁滞回线。

关键词：旋转磁化逆矢量Jiles-Atherton磁滞模型参数优化辨识同步发电机

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