一种基于主成分回归分析的织构影响无取向硅钢磁性能的分析方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于主成分回归分析的织构影响无取向硅钢磁性能的分析方法，包括下列步骤：测定无取向硅钢中有益、有害织构组分含量；所有数据的标准化处理；不同织构含量数据的降维处理；计算特征值，确定主成分及其表达式；作回归分析并对回归方程作显著性检验；利用标准差标准化法的逆运算将回归方程转换成不同织构组分含量与无取向硅钢磁性能间的多元线性关系。本发明能够有效地对多变量问题进行分析，使原有变量所代表的信息更集中、更典型的体现出来，消除了变量间相关性带来的影响，从定量的角度揭示不同织构组分含量影响无取向硅钢磁性能的规律，为实际生产提供指导，以实现更高磁感、低铁损电工钢产品生产工艺的优化和改进。
【专利说明】一种基于主成分回归分析的织构影响无取向硅钢磁性能的分析方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及无取向硅钢性能的控制【技术领域】，尤其涉及一种基于主成分回归分析的织构影响无取向硅钢磁性能的分析方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着人们对节能、减耗、环保的日益重视，各类电机、发电机、压缩机等产品正朝高效率化、高精度化、小型化方向发展，故对无取向硅钢的磁性能的要求越来越高，极力追求更高磁感、低铁损的优异磁性能。有研究表明，影响无取向硅钢磁感的主要因素是织构，分析不同织构组分含量对无取向硅钢磁性能的影响，并找出织构对无取向硅钢磁性能的影响规律，能够为实际生产提供指导，以实现更高磁感、低铁损电工钢产品生产工艺的优化和改进。
[0003]目前，国内外关于织构对无取向硅钢磁性能的影响已有大量的研究，但只是定性的从机理、织构含量统计等方面初步考查了不同织构组分与磁性能的关系，未能从定量的角度描述无取向硅钢磁性能与不同织构组分间的关系，且国内外关于建立数学模型来分析不同织构组分对无取向硅钢磁性能的影响的研究并不多见。
【发明内容】
[0004]本发明旨在提供一种基于主成分回归分析的织构影响无取向硅钢磁性能的分析方法，运用主成分回归分析法，结合无取向硅钢的磁性能及试验测定的不同织构组分含量的数据进行分析，建立不同织构组分含量与无取向硅钢磁性能间的多元线性关系，并对其进行显著性检验，从而分析织构对无取向硅钢磁性能影响的规律，为实际生产更高磁感、低铁损电工钢产品提供方向性的指导。
[0005]为此，本发明采用的技术方案是:
[0006]一种基于主成分回归分析的织构影响无取向硅钢磁性能的分析方法，其包括如下步骤:
[0007](a)测定无取向硅钢中的不同织构含量，得到有益、有害织构组分含量；
[0008](b)对无取向硅钢的磁性能(铁损Pum、磁感B5tl)及测定的不同的织构含量数据采用标准差标准化法进行标准化处理；
[0009](C)标准化后的不同织构含量数据的降维处理；
[0010](d)计算特征方程中所有特征值，根据特征值确定主成分的数量，再计算主成分的成分矩阵及单位正交特征向量，得到主成分表达式；
[0011](e)分别以标准化后的铁损、磁感值作为因变量，以提取的主成分为自变量作回归分析；
[0012](f)对得到的回归方程作显著性检验；
[0013](g)利用标准差标准化法的逆变换运算将线性回归方程转换成关于原η个相关变量的多元线性方程；
[0014](h)由上述方法能够从定量的角度分析不同织构组分含量对无取向硅钢磁性能的影响。
[0015]进一步地，所述步骤(a)中试验试样的观察面分为轧面和纵截面，采用EBSD技术，在100~200倍视场下，扫描步长选为2.5~5 μ m，获取试验数据。
[0016]进一步地，所述步骤(a)中利用Channel5取向分析软件测定不同织构组分含量，将试验数据导入Project Manager软件分析,选择正交坐标系，观察面为轧面样品的旋转角度参数为0°，0°，0°，观察面为纵截面样品的旋转角度为参数0° ,90°，0°，将数据用Tango程序打开，选定需标注出的织构类型，得到该样品的欧拉角衬度图及取向分布图等，并得定量统计计算出各织构的含量，其中有益织构组分主要统计{100}面织构、{110}<001>Goss织构，有害织构组分主要统计{111}〈110〉织构、{111}〈112〉织构。
[0017]进一步地，所述步骤(b)中数据的标准差标准化法如下:
【权利要求】
1.一种基于主成分回归分析的织构影响无取向硅钢磁性能的分析方法，其特征在于，包括如下步骤: 1.1测定无取向硅钢中的不同织构含量，得到有益、有害织构组分含量； 1.2对无取向硅钢的磁性能(铁损Pum和磁感B5tl)及测定的不同的织构含量数据采用标准差标准化法进行标准化处理； 1.3标准化后的不同织构含量数据的降维处理； 1.4计算特征方程中所有特征值，根据特征值确定主成分的数量，再计算主成分的成分矩阵及单位正交特征向量，得到主成分表达式； 1.5分别以标准化后的铁损、磁感值作为因变量，以提取的主成分为自变量作回归分析； 1.6对得到的回归方程作显著性检验； 1.7利用标准差标准化法的逆变换运算将线性回归方程转换成关于原η个相关变量的多元线性方程； 1.8由上述方法能够从定量的角度分析不同织构组分含量对无取向硅钢磁性能的影响。
2.如权利要求1所述的基于主成分回归分析的织构影响无取向硅钢磁性能的分析方法，其特征在于，所述步骤1.1中试验试样的观察面分为轧面和纵截面，采用EBSD技术，在100~200倍视场下，扫描步长选为2.5~5 μ m，获取试验数据。
3.如权利要求1所述的基于主成分回归分析的织构影响无取向硅钢磁性能的分析方法，其特征在于，所述步骤1.1中利用Channel5取向分析软件测定不同织构组分含量，将试验数据导入ProjectManager软件分析,选择正交坐标系,观察面为轧面样品的旋转角度参数为0°，0°，0°，观察面为纵截面样品的旋转角度为参数0° ,90°，0°，将数据用Tango程序打开，选定需标注出的织构类型，得到该样品的欧拉角衬度图及取向分布图等，并得定量统计计算出各织构的含量，其中有益织构组分主要统计{100}面织构、{110}〈001>GoSS织构，有害织构组分主要统计{111}〈110>织构、{111}〈112>织构。
4.如权利要求1~3其中之一所述的基于主成分回归分析的织构影响无取向硅钢磁性能的分析方法，其特征在于，所述步骤1.2中数据的标准差标准化法如下:
冒 "S(I) 其中，为标准化后的数据，Xi为变量X的第i个观测值，s为变量X的平均值，S为标准差； 标准化处理后，各数据能以相同的权重参加运算分析，消除变量间相关性带来的影响。
5.如权利要求4所述的基于主成分回归分析的织构影响无取向硅钢磁性能的分析方法，其特征在于，所述步骤1.3中的降维处理具体操作是:将η个相关变量组合成η个独立变量，变换前后保持变量的方差和不变，选择前m个独立变量的作用代替原η个相关变量的作用，其中m〈n。
6.如权利要求5所述的基于主成分回归分析的织构影响无取向硅钢磁性能的分析方法，其特征在于，所述步骤1.4中提取的主成分所满足的条件是:成分特征值大于I。
7.如权利要求6所述的基于主成分回归分析的织构影响无取向硅钢磁性能的分析方法，其特征在于，所述步骤1.4中计算单位正交特征向量公式如下:
【文档编号】G06F19/00GK103678921SQ201310697949
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月18日 优先权日:2013年12月18日
【发明者】赵志毅, 陈凌峰, 王宝明, 黄赛, 郑攀峰, 薛润东, 胡小静 申请人:北京科技大学