(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210927848.3 (22)申请日 2022.08.03 (71)申请人 哈尔滨工业大 学 地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西 大直街92号 (72)发明人 陈昊　代文鑫　陈岑　叶雪荣　 翟国富　康锐　 (74)专利代理 机构 哈尔滨龙 科专利代理有限公 司 23206 专利代理师 王恒 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种平衡力继电器不确定性最大界自动分 配方法 (57)摘要 一种平衡力继电器不确定性最大界自动分 配方法， 涉及一种继电器不确定性最大界分配方 法。 确定平衡力继电器的关键底层退化零部件及 材料； 试验采集关键底层退化零部件和材料的退 化信息， 建立退化模型； 建立数字样机模 型， 分析 退化对继电器质量参数的影 响， 考虑出厂筛选建 立考虑退化的全寿命周期质量损失函数模型； 构 建制造工序极限能力约束下不确定性最大界自 动分配加速步长函数模型； 分析继电器 当前设计 状态质量参数波动与设计目标之间的偏差， 建立 不确定性最大界分配目标函数， 对目标函数进行 寻优， 确定最优解集； 抽样验证是否符合要求。 有 助于保证不确定性最大界的分配精度与效率， 实 现平衡力继电器全寿命周期质量一致性波动的 控制。 权利要求书3页 说明书7页 附图1页 CN 115130326 A 2022.09.30 CN 115130326 A 1.一种平衡力继电器不确定性 最大界自动分配方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： S1、 分析平衡力继电器的机构组成和吸反力配合原理， 确定平衡力继电器的关键底层 退化零部件及材 料， 包括软磁合金、 永磁 体、 弹性簧片和触点； S2、 设计并搭建退化试验装置， 试验采集关键底层退化零部件和材料的退化信息， 建立 关键底层退化 零部件和材 料的退化模型； S3、 建立平衡力继电器的数字样机模型， 分析关键底层零部件和材料退化对平衡力继 电器质量参数 的影响， 将平衡力继电器的质量损失函数展开， 考虑平衡力继电器出厂筛选 试验， 建立 考虑平衡力继电器退化过程质量损失的全寿命周期质量损失函数模型； S31、 设平 衡力继电器的质量特征目标波动范围为Td， 制造出的实际值为 y， 当y超出范围 yd±Td， yd为最佳输出特征值， 则会造成质量损失L， 记质量损失函数为L(y)并使用泰勒展开 方法将质量损失L展开 为高阶可导的形式： 其中， Rn(y)是误差项； S32、 在出厂前需要进行筛选， 有L(yd)＝0， 同时略去二阶以上的高阶项， 得到质量损失 函数为： L(y)＝k(y‑yd)2， k＝L″(yd)/2           (2) 考虑制造工艺不确定性对继电器输出特征参数随机性的影响， 对公式(2)取期望得到 质量损失函数模型： 其中， μy是继电器质量特 征y的期望， σy是继电器质量特 征y的标准差； S33、 建立考虑退化 不确定性的平衡力继电器全寿命周期质量损失模型： 其中， y(t)表示继电器在寿命时刻t时的质量特 征， μy(t)表示继电器在寿命时刻t时质量特 征y(t)的期望， σy(t)表示继电器在寿命时刻t时质量特 征y(t)的标准差， μy(0)表示继电器在寿命初始时刻质量特 征的均值， σy(0)表示继电器在寿命初始时刻质量特 征的标准差， Θ表示平衡力继电器寿命周期均值的退化 率， Ξ表示平衡力继电器寿命周期标准差的退化 率； S4、 基于S3建立的平衡力继电器全寿命周期质量损失模型， 构建制造工序极限能力约权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115130326 A 2束下不确定性 最大界自动分配加速步长函数模型； S41、 分析平衡力继电器质量一致性需求Qobj以及当前设计的第j个设计参数、 第i次迭 代结束时的质量一致性波动范围 的相对关系， 构建根据质量波动与目标趋近程度实现 步长自动配置的加速函数 S42、 构建不确定性 最大界自动分配加速步长函数模型： 其中， 表示第j个设计参数、 第i+1次迭代开始时的贡献率， 表示第j个设计参数、 第i次迭代结束时的质量波动加速步长， 表示第j个设计参数、 第i次迭代结束 时的贡献率系数， 由田口稳健性设计方法 的贡 献率计算公式获得， 表示第j个设计参数、 第i次迭代结束时的寿命周期质量损失系数M(i)与初始质量寿 命周期质量损失系数M(0)的比值， S43、 分析制造 工序的极限能力， 构建不确定性 最大界迭代模型： 其中， 记第j个参数pj的中心值为pj(0)， 在第i次迭代寻优过程中的不确定性容差为Ypj (i)， 其制造工序能力极限容差值为β， 第i+1次迭代寻优 时设计参数pj+1的不确定性容差为 S5、 基于S4建立的模型， 分析平衡力继电器当前设计状态质量参数波动与设计目标之 间的偏差， 建立平衡力继电器不确定性最大界分配目标函数， 使用智能算法对目标函数进 行寻优， 确定平衡力继电器不确定性 最大界最优解 集； S6、 通过抽样试验生产批量数字样机， 验证平衡力继电器质量参数标准差的提升幅度 是否符合设计要求。 2.根据权利要求1所述的一种平衡力继电器不确定性最大界自动分配方法， 其特征在 于： 所述S2中试验 包括软磁合金和永磁 体不可逆退磁、 弹性 簧片应力松弛及触点电侵蚀。 3.根据权利要求2所述的一种平衡力继电器不确定性最大界自动分配方法， 其特征在 于： 所述退化模型的建立中， 弹性簧片应力松弛使用Larson ‑Miller退化机理模型， 软磁合 金和永磁体不可逆退磁使用Anderson ‑Kim退化机理模 型， 触点电侵 蚀包括触点间隙和触点 超行程使用W inner或者Gam ma随机过程建立退化模型。 4.根据权利要求1所述的一种平衡力继电器不确定性最大界自动分配方法， 其特征在 于： 所述S5包括以下步骤： S51、 根据平衡力继电器的应用环境及输出特征的特点， 使用贡献率分析方法从平衡力 继电器众多零部件参数及装配工序参数中确定出不确定性 最大界自动分配关键参数；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115130326 A 3