磁悬浮硬盘驱动器研发中的磁场测量

研究磁力轴承磁场分布对硬盘记录磁场的影响,探讨磁悬浮硬盘磁力轴承磁场分布的可行性,然后测量并分析微型磁力轴承结构中的磁场分布,为磁悬浮硬盘驱动器的研发提供必要的实验依据．     

磁悬浮硬盘转子机电耦合动力学模型

磁悬浮硬盘转子系统由定子、转子、电磁作动器、传感器、控制器和放大器等部件组成。为了研究磁悬浮硬盘转子的动力学特性，不仅要建立转子的动力学模型，还要将定子和磁力轴承的动力学模型融入到转子模型之中。提出了一种基于状态空间的统一的动力学模型，它包含了机、电、磁、控制系统之间的耦合关系，这个统一的动力学模型能够用于磁悬浮转子系统的稳定性、极限转速、动态响应等特性分析。     

磁力轴承磁场传感器的设计与研究

在分析磁力轴承结构和磁场理论的基础上,提出了一种精度高、测量小间隙的磁力轴承磁场传感器;设计了磁场传感器的主要相关电路,并对各元器件进行了选择、计算和分析.实验结果表明,该磁场传感器能满足实际测量要求.     

基于支持向量机的磁力轴承系统辨识研究

针对磁力轴承控制系统的设计分析,提出了一种基于支持向量机(SVM)的磁力轴承系统辨识方法。首先通过闭环控制使转子稳定悬浮,然后在控制器的输出信号中加入扰动信号,以使系统被充分地激励。在该闭环控制系统的基础上,对控制输入数据和输出数据进行采样,然后用SVM算法对磁力轴承系统进行辨识分析。该辨识系统的输入为控制电流,输出为转子位移。将该方法与BP神经网络进行比较,仿真结果表明,SVM用于磁力轴承系统辨识具有良好的辨识效果,辨识精度高,且训练速度快。     

轴流式磁悬浮人工心脏泵磁悬浮轴承系统设计

人工心脏泵要求体积小、质量轻、功耗低。为契合上述要求,实现人工心脏泵转子的五自由度全悬浮,采用径向永磁轴承和轴向电磁轴承相结合的磁悬浮系统,在对轴流式人工心脏泵转子受力分析的基础上,提出了低功耗和单轴向电磁轴承这两种磁悬浮轴承系统结构设计方法,给出了采用这两种方法进行结构设计时,径向永磁轴承和轴向电磁轴承的设计原则。比较来看,采用单轴向电磁轴承结构设计方法虽然会增加电磁轴承的功耗,但是大大降低了系统的体积和质量;简化系统结构和电磁轴承的控制复杂性,更具优势。根据单轴向电磁轴承设计方法,设计并加工一台轴流式磁悬浮人工心脏泵原型机,成功实现转子的五自由度稳定悬浮,验证了所提方法的可行性,为磁悬浮人工心脏泵的结构设计提供参考依据。     

多盘柔性转子系统的磁轴承刚度和阻尼设计

转子振动主动控制的本质就是通过主动控制力给系统引入附加的刚度及阻尼，以达到减少系统的不平衡响应，使系统稳定的目的。而磁悬浮轴承则是施加这种主动力的理想设备。文章讨论了磁力轴承的附加刚度和阻尼的设计。     

表面圆度误差对磁力轴承动力学特性的影响

针对磁力轴承传感器检测表面圆度误差,分析了圆度误差对磁力轴承电流刚度和位移刚度的影响,以及对常规PID控制下磁力轴承系统阶跃响应的影响。研究结果表明:位移刚度、电流刚度随误差而非线性变化,不利于系统稳定;圆度误差对阶跃干扰下系统超调量和调整时间产生影响,修正PID控制参数能减弱影响。     

基于三电平PWM开关功放磁推力轴承控制系统

针对磁悬浮推力轴承控制系统的特点和要求,设计了三电平PWM开关功率放大器,对其输入、输出信号跟踪等特性进行分析,并对磁悬浮推力轴承转子运动控制系统进行仿真。仿真结果表明,采用三电平PWM开关功率放大器可以有效降低电流纹波,缩短电流响应时间,并显著提高转子控制系统的精度。     

磁悬浮旋转机械振动稳定性实例研究

为了准确评价磁悬浮旋转机械振动的稳定性,有效控制磁悬浮转子振动、提高系统稳定性,提出应用ISO14839标准对磁悬浮旋转机械的振动稳定性进行评价和分析.对ISO14839标准中的振动位移和稳定裕度内容进行介绍,以一磁悬浮轴承转子实验台为例,应用ISO14839标准评价实验台振动位移和稳定裕度等级,分析系统的振动问题和不稳定因素,提出相应的解决方案.实例结果分析得到,实验台振动位移水平为A等级,稳定裕度水平为B等级,验证了ISO14839标准的合理性.     

基于占空比补偿的电磁轴承无传感器运行

为了实现电磁轴承系统的无传感器运行,提出一种基于占空比补偿的转子位移提取方法,利用TMS320F28335芯片的捕获接口实时获取占空比信号并进行数字滤波和信号调理,以此来替代电压信号的硬件解调过程,从而将转子位移提取的硬件复杂度减少了一半,并且在四自由度径向电磁轴承刚性转子系统平台上进行实验测试和反馈运行.实验结果表明,使用该方法提取的转子位移线性度很好,误差不高于5%,直接使用该方法提取出来的位移量进行反馈控制,实现电磁轴承系统在1 500 r/min时的无传感器运行,外力扰动测试证实了无传感器电磁轴承系统具有一定的稳定性和鲁棒性.     

磁电阻效应的原理及其应用

对几种磁阻效应作用机理和磁阻元件在传感器中的应用进行了综述,详细介绍了几种磁阻传感器的工作原理,对几类常用的磁阻传感器的性能进行了比较,并对磁阻传感器的发展进行了展望.     

SDMSA双磁致伸缩线性位移传感器标定实验研究

为获得SDMSA型号的双磁环磁致伸缩线性位移传感器位置量与输出电压的特性关系,在自制的传感器标定的实验台上,对位移传感器测杆产生的激励磁场和双磁环产生的偏置磁场与双磁环间的间距的关系进行了研究,建立了双磁环磁致伸缩位移传感器的输出电压模型.在相同偏执磁场的作用下,探究双磁环间距与输出电压的关系,通过实验进行关系推导.得...     

磁致伸缩位移传感器Fe57Ni43波导丝的磁电特性研究

磁致伸缩位移传感器(MDS)波导丝的相关特性直接决定了其工程应用的精确性和可靠性. 针对目前MDS波导丝的磁电特性鲜有报道, 以Fe57Ni43波导丝为例, 结合Fe57Ni43的材料特性, 一方面利用有限元仿真软件(ANSYS)建立波导丝的有限元模型对其磁场特性进行了研究; 另一方面, 通过构建基于数字信号处理(DSP)的电子信息系统对波导丝回波电信号特性进行了分析. 最终, 从磁电特性的角度为Fe57Ni43波导丝应用于磁致伸缩位移传感器提供了理论依据.     

真空断路器永磁机构计算与分析

在介绍了高压断路器的双稳态永磁机构结构及工作原理的基础上，对其涡流电磁场方程进行了描述，研究了电流源激励下的瞬态磁场，并推导出考虑涡流情况下的非线性瞬态磁场数学模型，建立出永磁机构动态方程.采用耦合法，并且应用了ANSYS软件进行编程来对永磁机构的瞬态场进行计算，对它的线圈电流、动铁芯位移及受力进行分析，并研究了涡流效应对永磁机构的影响，得出应选择电导率小，电磁性能好和损耗低的导磁材料的结论.     

Control of magnetic levitation positioning stage with an eddy current damper

To enhance the system damping,a permanent magnet set which served as an eddy current damper was added to the magnetic levitation positioning stage which consists of a moving table,four Halbach permanent magnetic arrays,four stators and displacement sensors.The dynamics model of this stage was a complex nonlinear,strong coupling system which made the control strategy to be a focus research.The nonlinear controller of the system was proposed based on the theory of differential geometry.Both simulation and experimental results show that either the decoupling control of the movement can be realized in horizontal and vertical directions,and the control performance was improved by the damper,verifying the validity and efficiency of this method.     

电子束在横向磁场下偏移量的修正

为了衡量电子在横向磁场下的偏移量的实验中所测数据的优劣性,分析了电子在横向磁场下的偏移原理,,通过亥姆霍兹线圈全空间磁场的计算和磁场均匀性范围的分析;修正了电子在匀强磁场中偏移距离与磁感应强度的关系式,得到了电子在磁场中的偏移距离与产生匀强磁场的电流以及磁场大小的偏差率之间的关系以及成立的条件.当亥姆霍兹线圈的半径给定时,电子偏移距离与电流满足非线性关系.亥姆霍兹线圈的半径越大,可获得在较小磁场偏差率下的匀强磁场区域越大.通过修正的表达式可更好的判断数据的优劣,估计实验误差的大小.     

霍尔效应磁传感器的相敏特性研究

检测强噪声背景中的微弱特征磁场信号,方法通过和低通滤波器相结合,利用磁传感器所产生的磁场信号和参考控制电流的相关输出,给出正比于待测磁场信号的直流输出电压。＊用计算机对霍尔传感器进行模拟。结果给出了有关噪声特性、谐波抑制和灵敏度的理论结果。＊结论由上述理论演变而成的仪器其最小可测磁场为１０－６Ｔ。除了直流输出之外,此类具有磁电相＊乘功能的传感器还可测量待测磁场信号的相位,并有良好的谐波抑制和噪声去除能力。     

永磁操动机构磁场计算及动特性分析

在建立永磁操动机构动态分析数学模型的基础上，采用有限元分析方法对永磁操动机构激磁后的动态特性进行计算，得出了动铁芯运动过程中的机构磁场分布，线圈电流，动铁芯的位移，运动速度及在运动中受力随时间变化的规律，并比较了在两种不同激磁方式下的机构运动特性及电压大小对永磁操动机构运动特性的影响。     

光纤电磁场传感器中调制与解调电路的设计及实现

文［１］提出光纤电磁场传感器中的光调制与电解调技术。本文针对光纤电磁场传感器中的一些特殊问题，着重讨论光调制与电解调电路的设计原理。并将实现的电路应用于单光路检测的光纤电磁场传感器中，实验测试取得满意的结果。