[發明專利]基于主成分回歸分析的晶粒尺寸影響無取向硅鋼磁性能的分析方法

有效

• 申請號: 201310697805.1
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN103632013A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 趙志毅;陳凌峰;王寶明;黃賽;聞強苗;李平潮;薛潤東
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

技術領域

本發明屬于無取向硅鋼性能的控制技術領域，特別涉及一種基于主成分回歸分析的晶粒尺寸影響無取向硅鋼磁性能的分析方法。

背景技術

隨著電力、電訊等行業的迅速發展，要求各類發電機、電機、壓縮機等產品高效率化、高精度化、小型化以滿足節能、環保的標準，無取向硅鋼作為制造這些產品的重要材料，越來越要求其具有更低鐵損、高磁感的優異磁性能。相關研究表明，晶粒尺寸是影響無取向硅鋼鐵損的主要因素，分析不同尺寸范圍晶粒的含量對無取向硅鋼磁性能的影響，能夠為高效無取向硅鋼的實際生產提供方向性的指導。

目前，國內外關于晶粒尺寸對無取向硅鋼磁性能的影響已有大量的研究，但只是定性的從平均晶粒尺寸統計、影響機理等方面初步考查了晶粒尺寸與磁性能的關系，未能從定量的角度揭示不同尺寸的晶粒與無取向硅鋼磁性能的關系，且國內外關于建立數學模型來分析該問題的研究并不多見。

發明內容

本發明旨在提供一種基于主成分回歸分析的晶粒尺寸影響無取向硅鋼磁性能的分析方法，運用主成分回歸分析法，結合試驗測定的數據及無取向硅鋼的磁性能進行分析，建立不同尺寸范圍的晶粒含量與無取向硅鋼磁性能間的多元線性關系，并對其作顯著性檢驗，借此線性關系模型分析晶粒尺寸對無取向硅鋼磁性能影響，為實際生產更低鐵損、高磁感的高效電工鋼產品提供方向性的指導。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種基于主成分回歸分析的晶粒尺寸影響無取向硅鋼磁性能的分析方法，其包括如下步驟：

(a)測定并統計無取向硅鋼中的不同尺寸范圍晶粒的含量；

(b)采用標準差標準化法對統計的不同尺寸范圍晶粒的含量及無取向硅鋼的磁性能（鐵損P_1.5/₅₀、磁感B₅₀）進行標準化處理；

(c)對標準化后的不同尺寸范圍的晶粒含量數據進行降維處理；

(d)計算特征值，確定主成分的數量，再計算主成分的成分矩陣及單位正交特征向量，得到主成分表達式；

(e)分別以標準化后的鐵損、磁感值作為因變量，以提取的主成分為自變量作回歸分析并對得到的回歸方程作顯著性檢驗；

(f)利用標準差標準化法的逆變換運算將線性回歸方程轉換成關于原n個相關變量的多元線性方程；

(g)根據上述方法獲得不同尺寸范圍晶粒的含量與無取向硅鋼磁性能的關系，可從定量的角度分析晶粒尺寸對磁性能的影響規律。

進一步地，所述步驟(a)中試驗試樣的觀察面分為軋面和縱截面，采用EBSD技術，在100～200倍視場下，掃描步長選為2.5～5μm，獲取試驗數據。

進一步地，所述步驟(a)中利用Channel5取向分析軟件測定不同尺寸范圍晶粒的含量，將試驗數據導入ProjectManager軟件分析，選擇正交坐標系，觀察面為軋面樣品的旋轉角度參數為0°，0°，0°，觀察面為縱截面樣品的旋轉角度為參數0°，90°，0°，將數據用Tango程序打開，選定需標注出的晶界，定量計算出晶粒度、晶粒尺寸分布圖，分<12μm、12～40μm、>40μm三段統計不同尺寸范圍晶粒的含量。

進一步地，所述步驟(b)中數據的標準差標準化法如下：

xi*=xi-x‾s---(1)]]>

其中，為標準化后的數據，x_i為變量x的第i個觀測值，為變量x的平均值，s為標準差。

進一步地，所述步驟(c)中的降維處理具體操作是：將n個相關變量組合成n個獨立變量，變換前后保持變量的方差和不變，選擇前m（m<n）個獨立變量的作用代替原n個相關變量的作用。

進一步地，所述步驟(d)中提取的主成分數量所滿足的條件是：成分特征值大于1且方差累積貢獻率大于80%。