Assessment of uncertainty of determination of parameters of Jiles-Atherton model of hysteresis loops of isotropic materials

• Autorzy: Szewczyk R.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2016.11.40

Warianty tytułu

PL

Ocena niepewności wyznaczenia parametrów modelu Jilesa-Athertona w modelowaniu pętli histerezy magnetycznej magnetyków izotropowych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Recently developed methods of optimization-based determination of Jiles-Atherton model enable practical application of this model for technical purposes. However, uncertainty of determination of these parameters was not investigated before. This paper presents the results of investigation on assessment of uncertainty of determination of parameters of Jiles-Atherton model for high permeability Mn-Zn ferrite as well as for 3H13martensitic steel. It was indicated, that uncertainty of determination of parameters varies for different parameters and may exceed 100%. This information should be considered during solid state physics – oriented analyses based on the Jiles-Atherton model.

PL

Metody określania parametrów modelu Jilesa-Athertona na drodze optymalizacji wieloparametrycznej są aktualnie intensywnie rozwijane, ze względu na możliwość praktycznego zastosowania tego modelu w technice. Jednak do tej pory nie przedstawiono wyników badań niepewności parametrów modelu wyznaczonych w ten sposób. W referacie przedstawiono wyniki badań niepewności wyznaczenia parametrów modelu Jilesa-Athertona dla pętli histerezy magnetycznej wysokoprzenikalnościowego ferrytu manganowo-cynkowego oraz stali martenzytycznej 3H13. Wykazano, ze niepewność wyznaczenia poszczególnych parametrów jest znacząco zróżnicowana i może, w niektórych przypadkach, przekroczyć 100%. Powinno to być brane pod uwagę w przypadku wykorzystania modelu Jilesa-Athertona do ilościowej analizy procesów magnesowania na potrzeby badań z zakresu fizyki ciała stałego.

Słowa kluczowe

EN

Jiles-Atherton model; martensitic steel; Mn-Zn ferrites

PL

model Jilesa-Athertona; stal martenzytyczna; ferryt manganowo-cynkowy

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 92, nr 11
• Strony: 162--165
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Szewczyk R.

• Warsaw University of Technology, Institute of Metrology and Biomedical Engineering, sw. A. Boboli 8, 02-525 Warsaw

Bibliografia

• [1] Jiles, D. C., Atherton, D.L., Theory of ferromagnetic hysteresis, Journal of Applied Physics 55 (1984) 2115.
• [2] Jiles D. C., Atherton D.L., A model of ferromagnetic hysteresis, Journal of Magnetism and Magnetic Materials 61 (1986) 48.
• [3] Jiles D. C., Ramesh A., Shi Y., Fang X., Application of the anisotropic extension of the theory of hysteresis to the magnetization curves of crystalline and textured magnetic materials, IEEE Transactions on Magnetics 33 (1997) 3961.
• [4] Szewczyk R., Validation of the anhysteretic magnetization model for soft magnetic materials with perpendicular anisotropy, Materials 7 (2014) 5109
• [5] Calkins F. T., Smith R.C., Flatau A.B., Energy-based hysteresis model for magnetostrictive transducers, IEEE Transactions on Magnetics 36 (2008) 429
• [6] Jiles D. C., Modelling the effects of eddy current losses on frequency dependent hysteresis in electrically conducting media, IEEE Transactions on Magnetics 30 (1994) 4326
• [7] Sablik M. J., Jiles D. C., Coupled magnetoelastic theory of magnetic and magnetostrictive hysteresis, IEEE Transactions on Magnetics 29 (1993) 2113
• [8] Makar J. M., Atherton D. L., The effect of stress on the derivatives of magnetostriction in 2% Mn pipeline steel with respect to H and M, Journal of Magnetism and Magnetic Materials 135 (1994) 57
• [9] Szewczyk R., Bienkowski A., Magnetoelastic Villari effect in high-permeability Mn-Zn ferrites and modeling of this effect, Journal of Magnetism and Magnetic Materials 254 (2003) 284
• [10] Jiles D., Thoelke J., Devine M., Numerical Determination of Hysteresis Parameters for the Modeling of Magnetic Properties Using the Theory of Ferromagnetic Hysteresis. IEEE Transaction on Magnetics 28 (1992) 27
• [11] Chwastek K., Szczyglowski J., Identification of a hysteresis model parameters with genetic algorithms, Mathematics and Computers in Simulation (MATCOM) 71 (2006) 206
• [12] Pop N. C., Caltun O. F., Jiles–Atherton magnetic hysteresis parameters identification, Acta Physica Polonica A 120 (2011) 491
• [13] Biedrzycki R., Jackiewicz D., Szewczyk R., Reliability and efficiency of differential evolution based method of determination of Jiles-Atherton model parameters for X30Cr13 corrosion resisting martensitic steel, Journal of Automation Mobile Robotics and Intelligent Systems 8 (2014) 63
• [14] Szewczyk R., Computational problems connected with Jiles- Atherton model of magnetic hysteresis, Advances in Intelligent Systems and Computing (Springer) 267 (2014) 275
• [15] Chwastek, K., Szczyglowski, J., Estimation methods for the Jiles-Atherton model parameters – a review, Electrical Review 84 (2008) 145
• [16] Bai B., Wang J., Zhu K., Identification of the Jiles-Atherton model parameters using simulated annealing method, International Conference on Electrical Machines and Systems (ICEMS), 20-23 Aug. 2011, Beijing, China
• [17] Wilson P. R., Ross J. N., Brown A. D., Member S., Optimizing the Jiles-Atherton model of hysteresis by a genetic algorithm, IEEE Transaction on Magnetics 37 (2001) 989
• [18] Szewczyk R., Modelling of the magnetic and magnetostrictive properties of high permeability Mn-Zn ferrites, PRAMANAJournal of Physics 67 (2006) 1165
• [19] Powell M. J. D., An efficient method for finding the minimum of a function of several variables without calculating derivatives, Computer Journal 7 (1964) 155-162

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.