[发明专利]一种基于Jiles-Atherton模型的钕铁硼磁滞回线描述方法

权利要求书

1.一种基于Jiles-Atherton模型的钕铁硼磁滞回线描述方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤1、确定Jiles-Atherton模型的物理意义，即饱和磁化强度、形状参数、磁畴耦合参数、打破钉扎阻碍的平均能量和可逆磁化系数在模型中的参数表示，构建Jiles-Atherton模型的计算程序；

步骤2、将Jiles-Atherton模型中的参数辨识问题转化为优化问题，对厂家提供的钕铁硼磁滞回线采用遗传算法对目标函数进行优化，获取参数值；

步骤3、对不同温度下钕铁硼的磁滞回线进行参数辨识，拟合Jiles-Atherton模型中的参数与温度的关系；

步骤2中，将Jiles-Atherton模型中的参数辨识问题转化为优化问题，对厂家提供的钕铁硼磁滞回线采用遗传算法对目标函数进行优化，获取参数值，其中，转变后的目标函数如下所示：

其中，B_meas为厂家测量的磁感应强度B的值；B_J-A为模型计算的磁感应强度的值；N为数据点的个数，计算时通过最小化B_meas和B_J-A的值使得Jiles-Atherton模型中的5个参数向真值逼近；

步骤3中，对不同温度下钕铁硼的磁滞回线进行参数辨识，拟合Jiles-Atherton模型中的参数与温度的关系，具体方法为：对不同温度下钕铁硼的磁滞回线进行参数辨识，采用最小二乘法获得Jiles-Atherton模型中的参数与温度的关系。

2.根据权利要求1所述的基于Jiles-Atherton模型的钕铁硼磁滞回线描述方法，其特征在于，步骤1中，确定Jiles-Atherton模型的物理意义，即饱和磁化强度、形状参数、磁畴耦合参数、打破钉扎阻碍的平均能量和可逆磁化系数在模型中的参数表示，编写Jiles-Atherton模型的计算程序，具体方法为：

Jiles-Atherton模型数学描述如下：

总磁化强度M分为：

M＝M_rev+M_irr

其中，M_rev为可逆磁化分量，M_irr为不可逆磁化分量；

M_rev与M_irr二者均依赖于无磁滞磁化强度M_an，三者的具体关系为：

M_rev＝c·(M_an-M_irr)

其中，c为可逆磁化系数；

根据Jiles-Atherton模型中的描述，采用朗之万函数描述铁磁材料的磁化特性，其表达式为：

其中，M_s为饱和磁化强度；a为形状参数；H_e为等效磁场强度；

H_e＝H+αM

其中α为根据Bloch模型的磁畴耦合参数；

Jiles-Atherton模型中的磁滞回线M(H)由下式给出：

其中，c∈(0,1)为畴壁弯曲常数，表征了可逆磁化程度，又叫可逆磁化系数，描述了磁化的可逆性过程；k为打破钉扎阻碍的平均能量；δ为磁场的变化系数，即磁场增大时δ＝1，磁场减小时δ＝-1；附加系数δ_M防止出现非物理解，对该微分方程进行求解，即得到永磁体的磁滞回线；

永磁体的磁感应强度B与H的关系按下式计算：

B＝μ₀(M+H)

据此，确定了饱和磁化强度M_s、形状参数a、磁畴耦合参数α、打破钉扎阻碍的平均能量k以及可逆磁化系数c这五个物理量的参数；

将上述的数学模型在MATLAB中改写为计算程序，通过对dM/dH微分方程的求解即获得磁滞回线M(H)。

3.一种基于Jiles-Atherton模型的钕铁硼磁滞回线描述系统，其特征在于，基于权利要求1-2任一项所述的方法进行基于Jiles-Atherton模型的钕铁硼磁滞回线描述。