检索结果-南通市图书馆

微电机 2011年第10期44卷 22-24,37页

作者：王伟明于迟马树元谢虎北京理工大学机械与车辆学院北京100081

提出了实现磁悬浮运动平台水平力和悬浮力解耦的有限元分析方法。介绍了二维磁悬浮运动平台的组成结构和工作原理,给出了力解耦理论模型。将磁悬浮直线电机看做是载流设备,采用有限元方法计算其洛伦兹力密度,对电磁力的非线性因素和三... 详细信息

提出了实现磁悬浮运动平台水平力和悬浮力解耦的有限元分析方法。介绍了二维磁悬浮运动平台的组成结构和工作原理,给出了力解耦理论模型。将磁悬浮直线电机看做是载流设备,采用有限元方法计算其洛伦兹力密度,对电磁力的非线性因素和三相交流驱动的解耦力模型进行了分析。结果表明,根据移动平台位置信息施加不同的三相交流电流可以实现水平力和悬浮力的动态解耦。该方法对磁悬浮运动平台的控制研究有一定意义。

关键词：磁悬浮运动平台电磁力有限元方法解耦

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磁悬浮运动平台的非线性变结构控制

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组合机床与自动化加工技术 2012年第3期 69-72,76页

作者：王伟明马树元闪明才仉毅北京理工大学机械与车辆学院北京100081 河北大学质量技术监督学院保定071002 山东科技大学机械电子工程学院山东青岛266510

磁悬浮运动平台具有非接触、无摩擦和无磨损等优点,适合做精密测量和定位设备。针对磁悬浮运动平台动力学模型的强耦合、非线性特点,利用非线性系统的反馈精确线性化方法,实现了运动平台悬浮位置和水平位置的非交互式控制,同时根据垂直... 详细信息

磁悬浮运动平台具有非接触、无摩擦和无磨损等优点,适合做精密测量和定位设备。针对磁悬浮运动平台动力学模型的强耦合、非线性特点,利用非线性系统的反馈精确线性化方法,实现了运动平台悬浮位置和水平位置的非交互式控制,同时根据垂直方向和水平方向的不同特点分别设计了变结构控制器。仿真结果表明,该方法很好的实现了对悬浮驱动和水平驱动的解耦控制,且控制器具有较强的鲁棒性。

关键词：磁悬浮运动平台非线性系统反馈精确线性化变结构控制

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磁悬浮运动平台的电磁铁优化设计和承载力特性分析

磁悬浮运动平台的电磁铁优化设计和承载力特性分析

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作者：薛博文山东大学

学位级别：硕士

磁悬浮技术是一种利用磁力使被悬浮物体处于无接触悬浮状态的机电一体化技术。随着磁悬浮技术的研究不断深入,在许多领域凭借其显著的优点得以快速的应用和推广,例如机械制造、电力电子器件、电机摩擦抑制、计算机研究等,其中磁悬浮运... 详细信息

磁悬浮技术是一种利用磁力使被悬浮物体处于无接触悬浮状态的机电一体化技术。随着磁悬浮技术的研究不断深入,在许多领域凭借其显著的优点得以快速的应用和推广,例如机械制造、电力电子器件、电机摩擦抑制、计算机研究等,其中磁悬浮运动平台的研究是近些年来磁悬浮技术应用研究的热点之一。磁悬浮运动平台是一种具有无接触、无需润滑、易维护、寿命长和精度高等优点的非接触式的支撑平台,具有广阔的应用前景。在磁悬浮运动平台的设计中,电磁铁的设计和优化是其关键,是保证平台稳定工作的基础,电磁铁承载力特性的决定了平台的控制精度和稳定性,因此对磁悬浮运动平台用电磁铁的建模与力学特性研究有着重要的理论与应用价值。本文的目标是设计一种新型的能够实现悬浮支撑和水平定位的磁悬浮运动平台,针对平台大跨度、大气隙的特点,对平台用电磁铁的结构进行设计和优化,对承载力特性进行分析。具体工作包括：(1)介绍了磁悬浮运动平台的结构与原理,阐述了磁悬浮支撑单元和定位单元的工作原理,通过对位移传感器和功率放大器的调研和比较,选择平台所用位移传感器和功率放大器的类型;(2)针对所研究的磁悬浮运动平台跨度大、气隙大的结构特性和工作特点,对平台用电磁铁及其相关结构参数进行设计优化,选取适用的铁磁材料,设定电磁铁的静态工作点和工作气隙;对电磁铁的绕组和磁路进行设计,按照系统的技术要求,对其绕线方案、耐热能力、绕组匝数、漆包线线径、绕组电感和磁路参数做出相应的设计和计算;对电磁铁损耗及其温升进行分析;(3)为实现电磁铁的承载力的高精度控制,对电磁铁的承载力特性进行分析,基于气隙磁通边缘效应,搭建磁路模型,对电磁铁的轴向和径向(横向)承载力及其多自由度力耦合性进行计算和分析,计算得到各自由度承载力及其刚度,利用有限元仿真软件进行仿真分析和比较,为磁悬浮运动平台中电磁铁轴向和径向(横向)的解耦控制提供了理论依据;(4)基于有限元仿真方法,以设计的电磁铁为基础建立仿真模型,对其承载力、磁场分布、磁感应强度等电磁场参数展开分析计算;结合铁芯的平滑化修整和差动电磁铁磁极的布置形式,对结构进调整优化,并最终设计出磁悬浮运动平台。本文主要研究的内容是磁悬浮运动平台电磁铁的建模、承载力计算及其结构参数的设计优化和支撑特性分析,完成了符合性能指标和技术指标的新型磁悬浮运动平台设计。本文所建立的基于气隙磁通边缘效应的磁路模型,适用于磁悬浮运动平台的电磁铁的设计与优化过程和承载力特性分析,对于电磁体的设计具有一定的参考意义,为电磁力的计算和分析提供了一定的理论基础。

关键词：磁悬浮运动平台结构设计承载力特性有限元分析

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磁悬浮直线运动平台控制系统研究

磁悬浮直线运动平台控制系统研究

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作者：翁和章山东大学

学位级别：硕士

磁悬浮技术由于其无摩擦、无磨损以及寿命长等突出优点,而受到越来越多的重视。近年来,随着电子技术、控制技术以及新型电磁材料的发展,磁悬浮技术也得到了长足的发展,并且已经由宇航、军事等领域的应用开始向一般工业应用方面发展。因... 详细信息

磁悬浮技术由于其无摩擦、无磨损以及寿命长等突出优点,而受到越来越多的重视。近年来,随着电子技术、控制技术以及新型电磁材料的发展,磁悬浮技术也得到了长足的发展,并且已经由宇航、军事等领域的应用开始向一般工业应用方面发展。因此,开展磁悬浮技术的研究具有极其重要的意义。磁悬浮直线运动平台作为磁悬浮技术的一个分支,近年来受到广泛的关注。磁悬浮运动平台主要由传感器单元、控制单元和执行单元三大部分组成。本文以磁悬浮长直线运动平台的控制系统为研究对象,开展了传感器过缝隙问题的研究,优化设计了控制器和功率放大器。（1）针对磁悬浮平台结构建立了单自由度磁悬浮系统的数学模型,包括电磁铁的力学和电学模型、传感器模型和功率放大器模型,并进行了建模误差分析。（2）本文研究的是一种长直线运动的磁悬浮平台,最长的导轨可达17米,导轨采用多段拼接方式,使检测表面存在缝隙,导致传感器过缝隙时,检测结果产生畸变,影响系统的稳定性,这个问题成为本课题的第一个难点。本文从研究缝隙处磁效应和涡流效变化入手,成功解决了这个难题。（3）对PID控制器的控制参数稳定域进行了推导,通过对系统闭环特征方程与系统综合刚度和系统阻尼的对比,确定了控制参数,并进行了仿真和控制器硬件电路设计。在控制系统的研究中遇到的问题是悬浮体在长直线运动过程中的“俯仰”问题,采用两点驱动控制的方法有效解决了此问题。（4）搭建了磁悬浮直线运动平台,对控制系统硬件电路进行了性能测试,并对其整体悬浮性能进行实验研究。结果表明：系统在起浮、悬浮运行、抗冲击能力等方面均满足要求。

关键词：磁悬浮运动平台电涡流传感器缝隙 PID控制器功率放大器

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