JA/SW三维混合磁滞模型理论及仿真研究

论文摘要

近来,磁性器件得到广泛的应用,但磁性材料的磁化过程伴随有能量的损耗,产生磁滞现象,这种磁滞非线性有时会产生较大的滞回性误差,这就限制了磁性器件的广泛使用。因此,对磁性器件磁滞现象的研究具有重要意义。本文首先对磁性材料、磁性器件和Jiles-Atheron（JA）、Preisach、Stoner-Wolhfarth（SW）、Globus四种磁滞模型做了介绍,然后对JA和SW两种模型及各自的性能和局限性做了细致的分析。详细研究了JA模型的基本理论及其数学执行式,采用JA模型算法的程序研究了JA模型中k、a、α、c、MS 5个参数对JA磁滞曲线的影响。接下来研究了SW模型理论,在对比了JA模型和SW模型各自的性能和局限性的基础上,提出了一种新型的JA/SW三维混合模型。该模型将两种模型合并到一个方程中,以SW得出的三维各向异性的向量作为JA模型的输入,从而实现了将各向异性引入到JA模型中。在JA/SW混合模型理论的基础上又详细的研究了几个重点参数对JA/SW磁滞曲线的影响。为了验证新提出的JA/SW混合模型的可行性,利用JA/SW算法的程序对微型磁通门传感器进行了仿真。通过设置算法中各参数的不同值来进行仿真,然后与同条件下由实验得到的曲线进行比较。通过分析仿真结果,发现与实验得到的曲线形状基本一致。结果表明JA/SW模型能完成对磁滞的模拟,是一个可使用的较优化的磁滞模型,但也存在一定的误差。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• §1-1 引言
• §1-1-1 物质磁性的分类
• §1-1-2 铁磁材料的分类及其应用
• §1-2 磁传感器
• §1-3 磁滞回线及其建模理论
• §1-3-1 磁滞回线
• §1-3-2 磁滞建模理论
• §1-4 选题意义及本文的主要工作
• 第二章 JA磁滞模型
• §2-1 JA模型基本理论
• §2-2 JA模型中各参数变量
• §2-3 本章小结
• 第三章 JA/SW三维混合磁滞模型
• §3-1 SW磁滞模型理论
• §3-2 JA/SW三维混合磁滞模型的基本理论
• §3-3 JA/SW模型中的参数对磁滞曲线的影响
• §3-3-1 参数eu对JA/SW磁滞曲线的影响
• §3-3-2 参数β对JA/SW磁滞曲线的影响
• §3-3-3 能量损耗增加的影响（参数k0、k1）
• §3-4 本章小结
• 第四章 JA/SW三维混合模型在磁通门传感器中的仿真研究
• §4-1 磁通门传感器
• §4-2 仿真结果及讨论
• §4-3 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢