用于磁脉冲成型的电磁线圈优化设计方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114139396A(43)申请公布日2022.03.04(21)申请号202111481085.6(22)申请日2021.12.06(71)申请人湖南大学地址410082湖南省长沙市岳麓区麓山南路1号(72)发明人崔俊佳蒋浩李光耀蒋玥凡(74)专利代理机构北京风雅颂专利代理有限公司11403代理人李博瀚(51)Int.Cl.G06F30/20(2020.01)权利要求书2页说明书8页附图4页(54)发明名称用于磁脉冲成型的电磁线圈优化设计方法及装置(57)摘要本发明提供一种用于磁脉冲成型的电磁线圈优化设计方法及装置，包括：确定电磁线圈的多个设计参数以及各个所述设计参数的设计空间；对各个所述设计参数在对应的所述设计空间内分别进行采样，获取多个参数组合，每个所述参数组合中包括各个所述设计参数的一个采样点；根据多个所述参数组合应用仿真计算模型进行仿真计算，并获取所述参数组合与优化目标之间的近似模型；根据所述优化目标对所述近似模型进行优化，获取目标线圈。本发明能够综合考虑线圈结构参数的主效应及交互作用，构建高精度的近似模型寻找线圈结构参数的最优组合解，快速设计线圈，可靠性高、设计成本低，设计周期短，应用范围广。CN114139396ACN114139396A权利要求书1/2页1.一种用于磁脉冲成型的电磁线圈优化设计方法，其特征是，所述方法包括：确定电磁线圈的多个设计参数以及各个所述设计参数的设计空间；对各个所述设计参数在对应的所述设计空间内分别进行采样，获取多个参数组合，每个所述参数组合中包括各个所述设计参数的一个采样点；根据多个所述参数组合应用仿真计算模型进行仿真计算，并获取所述参数组合与优化目标之间的近似模型；根据所述优化目标对所述近似模型进行优化，获取目标线圈。2.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述确定电磁线圈的多个设计参数以及各个所述设计参数的设计空间，包括：根据电磁线圈的工作原理，提取所述电磁线圈的结构参数；对所述电磁线圈的结构参数进行灵敏度分析，根据磁脉冲成型的优化目标从所述结构参数中选取多个所述设计参数，并确定与各所述设计参数对应的所述设计空间。3.如权利要求2所述的方法，其特征是，多个所述设计参数包括：线圈内径、第二三匝线圈的间隙、第四五匝线圈的间隙、第三匝线圈的截面高度、第六匝线圈的截面高度、第三匝线圈的截面宽度、第四匝线圈的截面宽度、第五匝线圈的截面宽度、第七匝线圈的截面宽度、第八匝线圈的截面宽度。4.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述对各个所述设计参数在对应的所述设计空间内分别进行采样，获取多个参数组合，包括：应用预设的采样方法在对应的所述设计空间内分别对各个所述设计参数进行均匀采样，获取多个参数组合。5.如权利要求4所述的方法，其特征是，所述采样方法为最优拉丁超立方抽样方法、全因子法、中心复合法、正交数组法的其中之一。6.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述根据多个所述参数组合应用仿真计算模型进行仿真计算，并获取所述参数组合与对应的第一仿真目标值的近似模型，包括：根据多个所述参数组合应用仿真计算模型进行仿真计算，获取与各所述参数组合分别对应的各第一仿真目标；根据多个所述参数组合以及各所述第一仿真目标建立符合精度要求的所述参数组合与优化目标的所述近似模型。7.如权利要求6所述的方法，其特征是，所述根据多个所述参数组合应用仿真计算模型进行仿真计算，获取与各所述参数组合分别对应的各第一仿真目标，包括：根据多个所述参数组合分别更新所述电磁线圈的结构尺寸；根据更新后的所述电磁线圈的结构尺寸应用Ansys软件计算电磁力；根据计算的所述电磁力应用LS_DYNA软件获取与各所述参数组合分别对应的各所述第一仿真目标。8.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述根据优化目标对所述近似模型进行优化，获取目标线圈，包括：基于所述近似模型应用序列二次规划法获得优化目标及与所述优化目标对应的最优参数组合，其中所述最优参数组合对应的所述电磁线圈为所述目标线圈；根据所述最优参数组合更新所述电磁线圈的三维模型，并应用所述仿真计算模型对所2CN114139396A权利要求书2/2页述最优参数组合进行仿真计算，对所述近似模型进行验证。9.一种用于磁脉冲成型的电磁线圈优化设计装置，其特征是，所述装置包括：参数确定单元，用于确定电磁线圈的多个设计参数以及各个所述设计参数的设计空间；参数采样单元，用于对各个所述设计参数在对应的所述设计空间内分别进行采样，获取多个参数组合，每个所述参数组合中包括各个所述设计参数的一个采样点；近似模型获取单元，用于根据多个所述参数组合应用仿真计算模型进行仿真计算，并获取所述参数组合与优化目标之间的近似模型；目标线圈获取单元，用于根据所述优