(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111677702.X (22)申请日 2021.12.31 (71)申请人 河海大学 地址 210024 江苏省南京市江宁区佛城西 路8号 (72)发明人 赵帅　马宏忠　 (74)专利代理 机构 南京纵横知识产权代理有限 公司 32224 专利代理师 韩红莉 (51)Int.Cl. G01L 5/00(2006.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 海洋环境下双馈电机电刷滑环系统电接触 摩擦力计算方法 (57)摘要 本发明公开了海洋环境下双馈电机电刷滑 环系统电接触摩擦力计算方法， 包括： 获取海洋 环境下双馈电机电刷滑环系统电接触摩擦力的 影响因素； 基于盐雾试验箱实验平台， 进行摩擦 力与影响因素的实验， 获得摩 擦力与影 响因素的 关系； 基于摩擦力与影响因素之间的关系， 构建 摩擦力模型； 基于粒子群寻优， 求出四类实验下 的最优的库仑摩擦力、 粘性摩 擦斜率因子和粘性 摩擦变化因子； 对影响因素进行多项式拟合， 获 得影响因素的最高项次数； 将影 响因素带入构建 的摩擦力模型， 获得摩擦力模型的系数； 利用参 数回归统计量判断摩擦力模型是否合格。 本发明 依据电刷滑环的接触电流、 接触压力、 盐雾浓度 和环境温度， 计算出电刷滑环系统的接触摩擦 力， 此种计算方法有别于传统的计算方法， 计算 结果更加准确可信。 权利要求书2页 说明书7页 附图6页 CN 114544057 A 2022.05.27 CN 114544057 A 1.海洋环境下双馈电机电刷滑 环系统电接触摩擦力计算方法， 其特 征在于， 包括： 基于盐雾试验箱实验平台， 进行摩擦力与影响因素的实验， 获得摩擦力与影响因素的 关系； 基于摩擦力与影响因素之间的关系， 构建摩擦力模型； 基于粒子群寻优， 求出实验 的最优的库仑摩擦力Fc、 粘性摩擦斜率因子σv1和粘性摩擦 变化因子σv2； 基于最优的库仑摩擦力Fc、 粘性摩擦斜率因子σv1和粘性摩擦变化因子σv2， 对影响因素 进行多项式拟合， 获得影响因素的最高项次数； 将影响因素 带入构建的摩擦力模型， 获得摩擦力模型的系数， 获得最终的摩擦力模型。 2.根据权利要求1所述的海洋环境下双馈电机电刷滑环系统电接触摩擦力计算方法， 其特征在于， 影响因素包括接触电流、 接触压力、 盐雾浓度和环境温度； 基于盐雾试验箱实验平台， 分别进行摩擦力与接触电流、 接触压力、 盐雾浓度和环境温 度的实验， 获得摩擦力与接触电流、 接触压力、 盐雾浓度和环境温度的关系。 3.根据权利要求2所述的海洋环境下双馈电机电刷滑环系统电接触摩擦力计算方法， 其特征在于， 基于盐雾试验箱实验平台， 分别进行摩擦力与接触电流、 接触压力、 盐雾浓度 和环境温度的实验， 获得摩擦力与接触电流、 接触压力、 盐雾浓度和环境温度的关系， 包括： 基于搭建的盐雾试验箱实验平台， 进行以下四类实验： (1)探测接触电流与摩擦力关系的实验； (2)探测接触压力与摩擦力关系的试验； (3)探测盐雾浓度与摩擦力关系的实验； (4)探测环境温度与摩擦力关系的实验； 基于上述实验， 获得摩擦力与接触电流、 接触压力、 盐雾浓度和环境温度的关系。 4.根据权利要求3所述的海洋环境下双馈电机电刷滑环系统电接触摩擦力计算方法， 其特征在于， 基于摩擦力与影响因素之间的关系， 构建摩擦力模型， 包括： 将接触电流、 接触压力、 盐雾浓度和环境温度引入摩擦力模型： 式中， F(V)为电刷滑环之间的滑动摩擦力， Fc为库仑摩擦力， σv1为粘性摩擦斜率因子， σv2为粘性摩擦变化因子， sgn(v)为符号函 数， v为电刷的运行速度， I表示接触电流， F表示接 触压力， C表示盐雾浓度， T表示环境温度。 5.根据权利要求4所述的海洋环境下双馈电机电刷滑环系统电接触摩擦力计算方法， 其特征在于， 基于粒子群寻优， 求出实验 下的最优的库仑摩 擦力Fc、 粘性摩擦斜率因子σv1和 粘性摩擦变化因子σv2， 包括： 采用粒子群参数辨识的方法对摩擦力模型中的库仑摩擦力Fc、 粘性摩擦斜率因子σv1和 粘性摩擦变化因子σv2进行辨识： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114544057 A 2e[Mb,Mbi]＝Mb‑Mbi 式中， e[Mb,Mbi]为第i次磨损量的预测值与实验值之间的误差； Mbi为第i次磨损量的实 验值， i∈[1,N]； N 为试验次数； 基于粒子群寻优， 求出四类实验下最优 的库仑摩擦力Fc、 粘性摩擦斜率因子σv1和粘性 摩擦变化因子σv2。 6.根据权利要求5所述的海洋环境下双馈电机电刷滑环系统电接触摩擦力计算方法， 其特征在于， 基于最优的库仑摩擦力Fc、 粘性摩擦斜率因子σv1和粘性摩擦变化因子σv2， 对影响因素 进行多项式拟合， 获得影响因素的最高项次数， 包括： 基于实验下的最优的Fc、 σv1和σv2， 分别对接触电流I、 接触压力F、 盐雾浓度C和环境温度 T进行多项式拟合， 获得接触电流I与库仑摩擦力 Fc、 粘性摩擦斜率因子σv1和粘性摩擦变化 因子σv2对应的二次关系， 获得接触压力F与库仑摩擦力Fc、 粘性摩擦斜率因子σv1和粘性摩擦 变化因子σv2对应的二次关系， 获得 盐雾浓度C与库仑摩擦力Fc、 粘性摩擦斜率因子σv1和粘性 摩擦变化因子σv2对应的二次关系， 获得环境温度T与库仑摩擦力Fc、 粘性摩擦斜率因子σv1和 粘性摩擦变化因子σv2对应的二次关系， 获得Fc(I,F,C,T)、 σv1(I,F,C,T)和σv2(I,F,C,T)中接触电流I、 接触压力F、 盐雾浓度C和 环境温度T的最高项的次数为 二次。 7.根据权利要求6所述的海洋环境下双馈电机电刷滑环系统电接触摩擦力计算方法， 其特征在于， 将影响因素 带入构建的摩擦力模型， 获得摩擦力模型的系数， 包括： 摩擦力模型 更新为： 将实验中的接触电流I、 接触压力F、 盐雾浓度C和环境温度T数值带入上述摩擦力模型 中， 经过Matlab多项式拟合， 获得最贴近最优库仑摩 擦力Fc、 粘性摩擦斜率因子σv1和粘性摩 擦变化因子σv2的一组解a1、 a2、 a3、 b1、 b2、 b3、 c1、 c2、 c3、 d1、 d2、 d3、 e1、 e2、 e3、 f1、 f2、 f3、 g1、 g2、 g3、 h1、 h2、 h 3、 j1、 j2和j3； 将摩擦力模型的系数代入摩擦力模型， 获得最终的摩擦力模型。 8.根据权利要求7所述的海洋环境下双馈电机电刷滑环系统电接触摩擦力计算方法， 其特征在于， 利用参数回归统计量判断摩擦力模型是否合格， 若卡方系数P都小于显著 性水 平alpha， 则判断摩擦力模型合格。 9.根据权利要求8所述的海洋环境下双馈电机电刷滑环系统电接触摩擦力计算方法， 其特征在于， 显著性水平alpha＝0.0 5。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114544057 A 3