非线性永磁体工作点迁移模型及其在极化磁系统中的应用.pdf

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1、硕士学位论文非线性永磁体工作点迁移模型及其在极化磁系统中的应用NONLINEARPERMANENTMAGNETWORKINGPOINTMIGRATIONMODELANDITSAPPLICATIONINPOLARIZEDMAGNETICSYSTEMS王瑞超哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TM504学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文非线性永磁体工作点迁移模型及其在极化磁系统中的应用硕士研究生：王瑞超导师：梁慧敏教授申请学位：工学硕士学科：电气工程所在单位：电气工程及自动化学院答辩日期：201

2、8年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM504U.D.C:621.3DissertationfortheDegreeofMasterinEngineeringNONLINEARPERMANENTMAGNETWORKINGPOINTMIGRATIONMODELANDITSAPPLICATIONINPOLARIZEDMAGNETICSYSTEMSCandidate：WangRuichaoSupervisor：Prof.LiangHuiminAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEn

3、gineeringSpecialty：ElectricalEngineeringAffiliation：SchoolofElectricalEngineeringandAutomationDateofDefense：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要含有非线性永磁体的极化磁系统在日常家电、工业控制电路、航空航天、武器装备等设备中有着广泛的应用。但由于非线性永磁体存在工作点迁移现象，使得含有非线性永磁体的极化

4、磁系统计算结果与实际性能存在偏差。本文以直动式极化磁系统为研究对象，建立了非线性永磁体工作点迁移模型，并对现有的极化磁系统快速计算模型进行改进，提升了极化磁系统静态特性的计算精度。首先，根据非线性永磁体的工作点变化规律建立一种基于仿射变换的非线性永磁体工作点迁移模型，用以描述非线性永磁体的工作点迁移现象；并以非线性永磁体铝镍钴为研究对象，进行定量充退磁试验和非线性永磁单体充退磁过程有限元仿真，通过试验与仿真结果验证非线性永磁体工作点迁移模型的准确性，为极化磁系统的改进快速计算模型提供基础。然后，设计确定混合永磁体直动式极化磁系统的物理模

5、型，根据物理模型分别利用有限元仿真软件ANSYS和数值计算仿真软件MATLAB/Simulink建立直动式极化磁系统的静动态虚拟样机模型，并构建基于等效磁路的极化磁系统快速计算模型；利用非线性永磁体工作点迁移模型对极化磁系统快速计算模型进行改进，并将计算结果与实物样机测量结果进行对比，验证改进极化磁系统快速计算模型的准确性。最后，选取极化磁系统的尺寸参数，研究尺寸参数单独作用对极化磁系统静态性能的影响，提出极化磁系统尺寸参数的多目标优化问题；将差分进化算法的原理应用于多目标优化问题，采用自适应权重多种群策略和小生境思想，提出基于自适应权

6、重多种群策略的多目标差分进化算法，利用测试函数验证改进差分进化算法的准确性；利用改进差分进化算法对极化磁系统尺寸参数多目标优化问题进行寻优，得到尺寸参数的最优解集，以提升极化磁系统的静态性能指标。关键词：极化磁系统；非线性永磁体；工作点迁移；多目标优化-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractPolarizedmagneticsystems(PMSs)containingnonlinearpermanentmagnets(PMs)arewidelyusedinhomeapplications,industrialcontrol

7、ling,aerospace,andweaponsandequipment.However,duetotheworkingpointmigrationphenomenoninnonlinearPMs,theaccuracyofcalculationresultsofPMSscontainingnonlinearPMsisnotagreedwiththeproformanceofprototype.Inthispaper,atranslatingPMSistakenastheresearchobject,anonlinearpermane

8、ntmagnetworkingpointmigrationmodel(PMWPM)isestablished,andthecurrentfastcalculationmodel(FCM)ofthePMSis