[發明專利]一種平衡力繼電器不確定性最大界自動分配方法

在審

• 申請號: 202210927848.3
• 申請日: 2022-08-03
• 公開（公告）號: CN115130326A
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 陳昊;代文鑫;陳岑;葉雪榮;翟國富;康銳
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 王恒

1.一種平衡力繼電器不確定性最大界自動分配方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1、分析平衡力繼電器的機構組成和吸反力配合原理，確定平衡力繼電器的關鍵底層退化零部件及材料，包括軟磁合金、永磁體、彈性簧片和觸點；

S2、設計并搭建退化試驗裝置，試驗采集關鍵底層退化零部件和材料的退化信息，建立關鍵底層退化零部件和材料的退化模型；

S3、建立平衡力繼電器的數字樣機模型，分析關鍵底層零部件和材料退化對平衡力繼電器質量參數的影響，將平衡力繼電器的質量損失函數展開，考慮平衡力繼電器出廠篩選試驗，建立考慮平衡力繼電器退化過程質量損失的全壽命周期質量損失函數模型；

S31、設平衡力繼電器的質量特征目標波動范圍為T_d，制造出的實際值為y，當y超出范圍y_d±T_d，y_d為最佳輸出特征值，則會造成質量損失L，記質量損失函數為L(y)并使用泰勒展開方法將質量損失L展開為高階可導的形式：

其中，R_n(y)是誤差項；

S32、在出廠前需要進行篩選，有L(y_d)＝0，同時略去二階以上的高階項，得到質量損失函數為：

L(y)＝k(y-y_d)²，k＝L″(y_d)/2 (2)

考慮制造工藝不確定性對繼電器輸出特征參數隨機性的影響，對公式(2)取期望得到質量損失函數模型：

其中，μ_y是繼電器質量特征y的期望，

σ_y是繼電器質量特征y的標準差；

S33、建立考慮退化不確定性的平衡力繼電器全壽命周期質量損失模型：

其中，y(t)表示繼電器在壽命時刻t時的質量特征，

μ_y(t)表示繼電器在壽命時刻t時質量特征y(t)的期望，

σ_y(t)表示繼電器在壽命時刻t時質量特征y(t)的標準差，

μ_y(0)表示繼電器在壽命初始時刻質量特征的均值，

σ_y(0)表示繼電器在壽命初始時刻質量特征的標準差，

Θ表示平衡力繼電器壽命周期均值的退化率，

Ξ表示平衡力繼電器壽命周期標準差的退化率；

S4、基于S3建立的平衡力繼電器全壽命周期質量損失模型，構建制造工序極限能力約束下不確定性最大界自動分配加速步長函數模型；

S41、分析平衡力繼電器質量一致性需求Q_obj以及當前設計的第j個設計參數、第i次迭代結束時的質量一致性波動范圍的相對關系，構建根據質量波動與目標趨近程度實現步長自動配置的加速函數

S42、構建不確定性最大界自動分配加速步長函數模型：

其中，表示第j個設計參數、第i+1次迭代開始時的貢獻率，

表示第j個設計參數、第i次迭代結束時的質量波動加速步長，

表示第j個設計參數、第i次迭代結束時的貢獻率系數，由田口穩健性設計方法的貢獻率計算公式獲得，

表示第j個設計參數、第i次迭代結束時的壽命周期質量損失系數M(i)與初始質量壽命周期質量損失系數M(0)的比值，

S43、分析制造工序的極限能力，構建不確定性最大界迭代模型：

其中，記第j個參數p_j的中心值為p_j(0)，在第i次迭代尋優過程中的不確定性容差為Y_pj(i)，其制造工序能力極限容差值為β，第i+1次迭代尋優時設計參數p_j+1的不確定性容差為

S5、基于S4建立的模型，分析平衡力繼電器當前設計狀態質量參數波動與設計目標之間的偏差，建立平衡力繼電器不確定性最大界分配目標函數，使用智能算法對目標函數進行尋優，確定平衡力繼電器不確定性最大界最優解集；

S6、通過抽樣試驗生產批量數字樣機，驗證平衡力繼電器質量參數標準差的提升幅度是否符合設計要求。

2.根據權利要求1所述的一種平衡力繼電器不確定性最大界自動分配方法，其特征在于：所述S2中試驗包括軟磁合金和永磁體不可逆退磁、彈性簧片應力松弛及觸點電侵蝕。