電磁繼電器半解析建模與一致性優(yōu)化技術(shù)研究.pdf

1、TO-5繼電器由于有良好的密封性能和很強的抗沖擊振動能力而被廣泛地應用于導彈，衛(wèi)星等航天電器的電子系統(tǒng)中，其可靠性直接決定了所處的電路模塊是否能完成特定的功能。當前 TO-5繼電器產(chǎn)品某些性能指標不能滿足要求，而即使能滿足要求，其批次產(chǎn)品的分散性過大的問題不僅降低了出產(chǎn)率，而且對產(chǎn)品的可靠性造成了嚴重影響。本文對 TO-5繼電器的動態(tài)特性的快速準確計算進行了深入研究，建立了由電磁系統(tǒng)和機械系統(tǒng)構(gòu)成的整機計算模型，從而實現(xiàn)了動態(tài)特性快速而

2、又準確的計算，基于此整機模型對繼電器的性能參數(shù)優(yōu)化方法及提高生產(chǎn)一致性問題進行了研究。
　　首先，建立動態(tài)特性快速計算模型的關(guān)鍵是快速準確的得到電磁系統(tǒng)的靜態(tài)特性。針對電磁機構(gòu)的高效準確計算，本文提出了一種基于等效磁路法和有限元的半解析建模方法。首先用集中參數(shù)建立電磁系統(tǒng)的等效磁路模型，并根據(jù)有限元模型的計算結(jié)果引入補償矩陣 Cm×n來修正由于漏磁和飽和造成的磁路計算誤差。接觸系統(tǒng)可以通過變形能原理來計算復原簧片和動簧片產(chǎn)生的反力

3、特性。根據(jù)吸反力配合關(guān)系，通過四階龍格庫塔法求解動態(tài)特性微分方程便可以得到繼電器動態(tài)特性。
　　基于已建立的整機模型，本文針對 TO-5性能參數(shù)不滿足要求的問題進行了優(yōu)化。綜合動觸點分斷速度越大越好和閉合速度越小越好的期望建立了目標函數(shù)，然后通過加載邊界條件，用粒子群算法進行了優(yōu)化，使繼電器性能參數(shù)在不同的需要環(huán)境下能夠有不同的設計方案。
　　最后本文采用穩(wěn)健設計和容差優(yōu)化的方法來提高繼電器批次產(chǎn)品生產(chǎn)的一致性。首先研究繼電