[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

一種平衡力繼電器不確定性最大界自動分配方法，涉及一種繼電器不確定性最大界分配方法。確定平衡力繼電器的關鍵底層退化零部件及材料；試驗采集關鍵底層退化零部件和材料的退化信息，建立退化模型；建立數字樣機模型，分析退化對繼電器質量參數的影響，考慮出廠篩選建立考慮退化的全壽命周期質量損失函數模型；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；分析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，建立不確定性最大界分配目標函數，對目標函數進行尋優，確定最優解集；抽樣驗證是否符合要求。有助于保證不確定性最大界的分配精度與效率，實現平衡力繼電器全壽命周期質量一致性波動的控制。

技術領域

本發明涉及一種繼電器不確定性最大界分配方法，尤其是一種平衡力繼電器不確定性最大界自動分配方法，屬于繼電器設計技術領域。

背景技術

平衡力繼電器是為了克服傳統拍合式、平衡銜鐵式繼電器耐力學性能差、體積大、功耗高、質量大等問題，而提出的結構較為新穎的繼電器。平衡力繼電器吸合動作主要依靠線圈產生的電磁吸力，返回主要依靠永磁體回路產生的永磁體反力。因此，其作用在動觸點上的保持力由線圈產生的電磁力提供，作用在靜觸點上的保持力由永磁體提供。在設計和制造過程中需要保持吸合電磁力和返回永磁體力相等，從而使平衡力繼電器具有良好的性能。

平衡力繼電器由電磁機構、接觸機構及附屬機構組成，相關零部件多達幾十個，制造工序復雜，是典型的電-磁-力-熱多物理場耦合作用的多輸入輸出非線性系統。結構和工藝繁雜的不確定性對平衡力繼電器質量一致性影響非常顯著，其必然帶來的繼電器可靠性與質量一致性差異(體現為初始產品間差異和退化失效過程差異)，一直是國內外平衡力繼電器用戶和生產廠家共同關注的問題，也是導致繼電器壽命周期質量一致性差與質量損失高的重要原因。

不確定性最大界分配(容差設計)是一種控制制造工序波動的典型方法，通過縮小平衡力繼電器設計參數不確定性最大界，提升平衡力繼電器制造工序一致性，進而提升平衡力繼電器產品可靠性和質量一致性。然而，目前普遍采用的恒定貢獻率系數和變貢獻率系數的手動分配方法，都忽略了退化不確定性對不確定性最大界分配精度和壽命周期質量損失的影響，導致分配效率差、精度低、難以抑制全壽命周期質量損失等問題，因此，目前針對平衡力繼電器的不確定性最大界的分配精度和效率都有待提升。

發明內容

為解決背景技術存在的不足，本發明提供一種平衡力繼電器不確定性最大界自動分配方法，通過建立繼電器零部件不確定性最大界與平衡力繼電器全壽命周期質量損失模型以及自動分配加速步長函數模型，并實時監測平衡力繼電器質量特征的提升幅度和壽命周期質量成本的變化規律，保證不確定性最大界的分配精度與效率，實現平衡力繼電器全壽命周期質量一致性波動的控制。

為實現上述目的，本發明采取下述技術方案：

一種平衡力繼電器不確定性最大界自動分配方法，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：