[发明专利]时变退化质量特征补偿的全寿命周期质量稳健性优化方法

权利要求书

1.时变退化质量特征补偿的全寿命周期质量稳健性优化方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：分析确定电磁继电器关键设计参数，将其记为集合U＝(u₁,u₂,…,u_n)；

步骤二：对步骤一分析确定的电磁继电器关键设计参数进行线性度分析，从中筛选出关键的非线性设计参数，将其记为集合V＝(v₁,v₂,…,v_m)；

步骤三：基于K-L展开方法将电磁继电器全寿命周期进行展开，将全寿命周期分为若干个子寿命区间，展开过程如下所示：

其中：X^m(t)和X^r(t)分别为全寿命周期区间过程{X(t)∈X^I(t),t∈T}的中值半径和半径函数，ζ_j∈ζ_I＝[-1,1],j＝1,2,...,ζ_j为标准区间变量，应满足λ^j∈[0,∞)和为ξ_XIXI(t,t′)的自相关系数的特征值和特征函数，根据Mercer定理，得到相关系数通过以下谱分解表示：

其中：t,t′为全寿命周期中的任意两个时刻，特征值λ_j和特征函数由Fredholm积分求解：

其中：特征函数应满足δ_ij由Kronecker-delta函数求得；

步骤四：使用克里金方法将子寿命区间的质量稳健性特征参数建模，并对各个子寿命区间进行统一化表达，建立电磁继电器全寿命周期质量稳健性模型，计算过程如下：

假设全寿命周期输出特征是一个包括大小为N_s×N_t的矩阵，则于同一时间序列及空间域的区域化变量其中为欧式空间空间维加时间维，是一个多元时空随机场，并且：

U(s,t)＝[U₁(s,t),U₂(s,t),...,U_p(s,t)]^T,p≥3 (4)

其中：s∈N_s表示空间场坐标，t∈N_t表示时间场坐标，通过增加一个相关的协变量来提升主变量的插值精度，

时空协同克里金的插值公式为：

其中：为(s,t)₀处的输出特征估算值，U₁₁(s,t)_1i为输出特征是主变量，U₁₂(s,t)_2i是协同变量，M₁和M₂为插值点数目且M₁＜M₂，ν_1i和ν_2i为主变量与协同变量对应的权重系数，通过时空变异函数确定，

时空变异函数通过引入拉格朗日因子θ进行求解：

其中：η(·)为时空变异函数,由公式(4)求解，

假设时空随机场中两个位置的时空距离d＝(d_s,d_t)，d_s为矢量可表示样本空间距离和方向信息，d_t表示样本间的时间距离,因此时空变异函数表示为：

由公式(6)和(7)通过克里金模型得到全寿命周期稳健性的关键指标输出特征的均值和方差，为了后续全寿命周期稳健设计优化模型的建立和优化，将转换后的输出特征记为f(·)，均值和方差分别记为μ_f(·)和σ_f(·)；

步骤五：根据电磁继电器全寿命周期质量稳健性模型选取合适的质量稳健性水平；

步骤六：基于步骤五分析得到的质量稳健性水平计算时变退化参数作用下的电磁继电器质量稳健性特征偏移度其中b为质量稳健性水平；

步骤七：使用非线性设计参数的集合进行质量稳健性特征偏移度补偿，也就是令从而将质量偏移补偿到全寿命周期质量稳健性的需求；

步骤八：针对补偿后的非线性设计参数的集合使用蒙特卡洛生成批量样本，计算批量样本的输出特征，多输出特征进行统计分析，验证优化效果。