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定子斜槽月球车驱动电机性能的快速计算

控制理论与应用 2014年第1期31卷 112-119页

作者：王立刘景林吴喜桥西北工业大学自动化学院陕西西安710129

通常采用3--D有限元方法分析斜槽电机的性能,但3--D模型剖分单元数目庞大、计算时间极长,对计算机性能要求也较高.为快速且准确地预测月表极限温度下月球车车轮驱动用斜槽电机的性能,提出了2--D几何模型耦合恒流源电路模型处理多截面模... 详细信息

通常采用3--D有限元方法分析斜槽电机的性能,但3--D模型剖分单元数目庞大、计算时间极长,对计算机性能要求也较高.为快速且准确地预测月表极限温度下月球车车轮驱动用斜槽电机的性能,提出了2--D几何模型耦合恒流源电路模型处理多截面模型中分段电机同槽导体电流相等以及定子斜槽的方法,并研究了计算精度的影响因素.针对一套永磁无刷直流电机方案,计算了齿槽转矩、空载感应电势和电磁转矩,并结合转子典型位置下气隙磁场沿电机轴向的分布特征以及谐波分析结果评估了计算精度.该方法的计算量较小,计算结果与3--D模型仿真结果、实测结果的比较表明了该方法的有效性.

关键词：无刷直流电机有限元分析斜槽快速计算多截面模型月球车驱动电机

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转子静态偏心对永磁电机斜槽特性的影响研究

微电机 2018年第1期51卷 12-17,22页

作者：吴喜桥王立河南师范大学电子与电气工程学院河南新乡453007

加工工艺以及装配技术的局限导致电机定、转子轴线不能够完全重合,准确预测偏心状态下电机的性能对于精确控制电机有重要现实意义。精确计算斜槽电机性能一般需要构建三维有限元模型,而三维模型不仅建模复杂,而且求解极其耗时。针对永... 详细信息

加工工艺以及装配技术的局限导致电机定、转子轴线不能够完全重合,准确预测偏心状态下电机的性能对于精确控制电机有重要现实意义。精确计算斜槽电机性能一般需要构建三维有限元模型,而三维模型不仅建模复杂,而且求解极其耗时。针对永磁无刷直流电机端部磁场较弱的特点,采取分段直槽等效斜槽的思路,基于二维场分析模型建立了转子静态偏心、定子铁心斜槽的表贴式永磁无刷直流电机的快速仿真模型。针对样机,计算和分析了不同偏心程度下的磁场分布、齿槽转矩和空载感应电势,并分析了模型计算精度。研究结果表明:对于表贴式永磁电机,转子静态偏心仅轻微影响直槽电机性能,而定子铁心斜槽几乎能够完全消除这些影响。

关键词：静态偏心斜槽表贴式永磁电机分段

极限温度下月球车轮驱动电机带障运行性能预测

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科学技术与工程 2012年第24期20卷 6117-6124页

作者：王欣王立吴喜桥西北工业大学后勤产业集团自动化学院西安710129

月球车在月面极端恶劣环境下长时间运行,很难得到维护。预测故障发生后其车轮驱动电机的运行性能对月球车运动控制系统的可靠性研究有重要意义。建立了室温下电机的有限元仿真模型,通过修改材料属性,对月面极限温度下电机性能进行了预... 详细信息

月球车在月面极端恶劣环境下长时间运行,很难得到维护。预测故障发生后其车轮驱动电机的运行性能对月球车运动控制系统的可靠性研究有重要意义。建立了室温下电机的有限元仿真模型,通过修改材料属性,对月面极限温度下电机性能进行了预测。对正常运行时的模型施加故障条件,仿真了电机带障运行时的电流和电磁转矩波形。与正常运行时进行了比较和分析。仿真结果表明:电机发生故障后,车轮无法自主起动。但在某些故障条件下,电机仍然具备一定的转矩输出能力。实验结果证明室温时模型在额定转速附近具有较好的精度。研究结论为电机的性能预测和故障诊断以及月球车可靠性分析提供了参考。

关键词：月球车轮驱动电机性能预测故障有限元分析

基于FPGA的步进电动机伺服控制器通信系统设计

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微电机 2009年第12期42卷 80-83页

作者：吴喜桥刘景林西北工业大学自动化学院西安710129

为实现某扫描机构伺服控制器与上位机的串行通信,提出了应用于该系统的专用异步串行通信和同步串行通信的FPGA设计方法。介绍了扫描机构伺服控制系统的构成;详述了异步串行通信各个功能模块及光电编码器脉冲计数值同步串行发送到上位机... 详细信息

为实现某扫描机构伺服控制器与上位机的串行通信,提出了应用于该系统的专用异步串行通信和同步串行通信的FPGA设计方法。介绍了扫描机构伺服控制系统的构成;详述了异步串行通信各个功能模块及光电编码器脉冲计数值同步串行发送到上位机的FPGA设计与仿真实现。分析证明该设计时序正确,实现了功能指标,确保了伺服控制器与上位机的通信。

关键词： FPGA 异步串行通信同步串行通信伺服控制系统步进电动机

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混合式步进电机细分驱动系统建模及故障仿真

微电机 2011年第6期44卷 82-87页

作者：王立刘景林吴喜桥西北工业大学自动化学院西安710072

为提高步进电机细分驱动系统的故障诊断水平,在Simulink下建立了包含两相混合式步进电机本体、细分驱动、功率驱动及电流控制等模块在内的仿真模型。针对H型逆变桥臂四个功率开关管正常运行、短路及开路故障等状况进行了仿真,得到了相... 详细信息

为提高步进电机细分驱动系统的故障诊断水平,在Simulink下建立了包含两相混合式步进电机本体、细分驱动、功率驱动及电流控制等模块在内的仿真模型。针对H型逆变桥臂四个功率开关管正常运行、短路及开路故障等状况进行了仿真,得到了相应的相电流波形。对各类故障进行了研究,分析了不同故障条件下电流波形的特征,分析结论为步进电机细分驱动系统的故障诊断提供了参考。

关键词：混合式步进电机细分故障仿真

气隙偏心永磁电机绕组感应电势的快速计算与分析

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气隙偏心永磁电机绕组感应电势的快速计算与分析

2019Altair技术大会

作者：吴喜桥河南师范大学电子与电气工程学院

制造过程中安装误差不可避免,复杂环境中长时间运行会导致轴承磨损,电机普遍存在不同程度的气隙偏心问题,分析气隙偏心后电机的性能对系统可靠性研究有重要意义。针对斜槽电机有限元建模复杂、求解耗时的问题,采用了一种由二维场分析数... 详细信息

制造过程中安装误差不可避免,复杂环境中长时间运行会导致轴承磨损,电机普遍存在不同程度的气隙偏心问题,分析气隙偏心后电机的性能对系统可靠性研究有重要意义。针对斜槽电机有限元建模复杂、求解耗时的问题,采用了一种由二维场分析数据合成三维场计算结果的等效算法,将整台斜槽电机分解成若干个直槽电机单元的串联形式,采用Altair公司的Flux 2D模块计算和分析了气隙偏心前后的表贴式无刷直流电机。针对样机数据,分析了等效算法的计算精度,对比了偏心前后的气隙磁场和感应电势。研究表明:气隙偏心会影响表贴式无刷直流电机的磁场分布,进而改变一相绕组中不同轴线位置的各个元件的感应电势,但绕组整体的感应电势却几乎不发生变化。研究结果能够为电机可靠性分析提供理论依据。

关键词：气隙偏心永磁电机感应电势 Flux

来源： cnki会议评论

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转子静态偏心对永磁电机斜槽特性的影响研究

转子静态偏心对永磁电机斜槽特性的影响研究

2019Altair技术大会

作者：吴喜桥河南师范大学电子与电气工程学院

加工工艺以及装配技术的局限导致电机定、转子轴线不能够完全重合,准确预测偏心状态下电机的性能对于精确控制电机有重要现实意义。精确计算斜槽电机性能一般需要构建三维有限元模型,而三维模型不仅建模复杂,而且求解极其耗时。针对永磁无刷直流电机端部磁场较弱的特点,采取分段直槽等效斜槽的思路,在Altair Flux中基于二维场分析模型建立了转子静态偏心、定子铁心斜槽的表贴式永磁无刷直流电机的快速仿真模型。针对样机,计算和分析了不同偏心程度下的磁场分布、齿槽转矩和空载感应电势,并分析了模型计算精度。研究结果表明:对于表贴式永磁电机,转子静态偏心仅轻微影响直槽电机性能,而定子铁心斜槽几乎能够完全消除这些影响。

关键词：静态偏心斜槽表贴式永磁电机 Altair Flux

来源： cnki会议评论

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电机故障对月球车驱动轮牵引性能的影响

计算机仿真 2012年第5期29卷 69-72,177页

作者：王立刘景林吴喜桥西北工业大学自动化学院陕西西安710072

月球车是一种在外太空极端恶劣环境下长时间自主运行、不可维修的轮式移动机器人,为准确预测车轮驱动电机故障运行时的牵引性能对于月球车的可靠性有重要意义。为确保月球车顺利完成任务,建立了电机正常运行时的电磁场仿真模型,在模型... 详细信息

月球车是一种在外太空极端恶劣环境下长时间自主运行、不可维修的轮式移动机器人,为准确预测车轮驱动电机故障运行时的牵引性能对于月球车的可靠性有重要意义。为确保月球车顺利完成任务,建立了电机正常运行时的电磁场仿真模型,在模型基础上针对开关管短路、开关管开路、霍尔位置信号恒值和绕组开路等分别建立了故障仿真模型,通过仿真确定了能够识别各种故障的特征波形,并绘制了电机的机械特性曲线。应用车辆地面力学理论对比分析了电机正常与故障运行时驱动轮牵引性能的变化。研究结果表明,当电机发生各种故障后,驱动轮的牵引性能均有不同程度的下降。可为带障运行条件下的多轮协调控制策略的制定提供了理论依据。

关键词：月球车牵引性能电磁场仿真电机故障

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月球车驱动轮爬坡性能的影响因素研究

计算机仿真 2012年第8期29卷 55-58页

作者：王立刘景林吴喜桥西北工业大学自动化学院陕西西安710129

研究了驱动轮的滑转率、结构参数和载荷对月球车爬坡性能的影响。针对月表复杂路况下车辆通过性较差问题,为提高月球车爬坡性能,基于车辆地面力学中土壤的承压和剪切特性理论,建立了刚性驱动轮与月面斜坡松软月壤间的相互作用模型。通... 详细信息

研究了驱动轮的滑转率、结构参数和载荷对月球车爬坡性能的影响。针对月表复杂路况下车辆通过性较差问题,为提高月球车爬坡性能,基于车辆地面力学中土壤的承压和剪切特性理论,建立了刚性驱动轮与月面斜坡松软月壤间的相互作用模型。通过车轮实例对月球车爬坡性能进行预测和分析。实验结果表明,增大驱动轮的滑转率、半径、宽度、轮刺高度和减小载荷能够增强月球车爬坡能力和提高车轮驱动效率,但随着爬坡能力的增强,车轮驱动效率呈现先增大后减小的趋势。研究结果为月球车轮结构设计以及控制策略的研究提供了参考。

关键词：月球车轮-地作用爬坡性能车轮驱动效率