基于改进神经网络算法的交变磁化下磁致伸缩模型研究
[Abstract]:The stator cores of power transformer and motor are stacked with oriented silicon steel sheet and non-oriented silicon steel sheet respectively, and the magnetostriction of these two kinds of silicon steel sheets will cause vibration and noise of the iron core. Thus reduce the service life of electrical equipment and affect the health of people's lives. Therefore, the accurate measurement and simulation of the magnetostrictive characteristics of silicon steel sheet is necessary to study the vibration and noise of transformer and motor core. Considering that the existing magnetostrictive models are mostly based on the method of complex polynomial fitting, its deficiency is that the derivation process of the formula is more complex and there are too many parameters to be fitted. In this paper, the magnetostrictive characteristics of oriented and non-oriented silicon steel sheets under alternating magnetic field are measured. Based on the magnetostrictive measurement data of oriented silicon steel sheets, the magnetostrictive model of the improved neural network algorithm is established. The accuracy of the model is verified by the core experiment of single-phase transformer. The main contents are as follows: firstly, under alternating magnetic field, the magnetostrictive characteristics of oriented and non-oriented silicon steel sheets are measured by using the existing magnetostrictive measurement system based on triaxial strain gages in the laboratory. The magnitude and direction of the magnetostrictive principal strain are calculated. The generality and anisotropy of magnetostrictive properties of two kinds of silicon steel sheets under alternating magnetic field are compared and analyzed, and the anisotropy of magnetostrictive properties of two kinds of silicon steel sheets is verified. Secondly, based on the magnetostrictive data of oriented silicon steel sheet measured under alternating magnetic field, the magnetostrictive model of traditional Back Propagation (BP) neural network based on gradient descent method is established. The input of the model is the complete waveform of flux density in x and y directions, and the output is the main strain size and direction waveform of magnetostriction. The disadvantages of the traditional BP neural network based on gradient descent method in the application of the magnetostrictive model are pointed out, which is that the computation speed of the network is too slow and it is easy to fall into the local optimal solution. Thirdly, the traditional BP algorithm based on gradient descent method is improved. Particle swarm optimization algorithm (PSO) is used to optimize the initial weight threshold of BP neural network (BPNN) so as to avoid the problem that the network can easily fall into the local optimal solution in the course of training. The Levenberg Marquardt (LM) algorithm is used to train the network instead of the gradient descent method, which greatly improves the computing speed of the network. Then the modified BP neural network is used to re-model the magnetostriction and the precision range of the model is given with 15 magnetostrictive measurement samples which are not in the training set. Finally, an experimental model of single-phase transformer core is designed and made. The magnetostriction characteristics of three different positions on the core are measured, and the measured values are compared with those calculated by the model. The veracity of the established magnetostrictive model under alternating magnetic field is verified, which provides a reference for further study on the vibration and noise of transformer core.
【学位授予单位】:沈阳工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM275
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本文编号:2458139
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