径向高温超导磁悬浮轴承的悬浮性能分析

通过对杨氏模型和Hull John R模型进行改进,使其既适用于径向超导磁悬浮又适用于轴向超导磁悬浮,改进模型既考虑了磁滞特性,又引入了超导体与永磁体之间有倾角的情况。利用改进的磁通冻结镜像模型对径向超导磁悬浮轴承的悬浮力及刚度进行了理论计算,结果表明:磁悬浮力随着初始径向间隙、径向偏移和轴向位移的变化而变化,且与这三者并不成单调的正比或反比关系;在所研究的位移范围内,刚度为正值且随位移变化而变化;由于磁滞效应的影响,永磁转子作往复运动时在同一点受到的力会衰减。     

超导磁力与液膜力复合轴承的应用基础研究

<正>论文以液氢液氧火箭涡轮泵为应用背景,将超导磁悬浮技术与流体支撑技术引入到涡轮泵轴系支撑中,提出了新型超导磁力与液膜力复合轴承。充分利用了液体火箭的天然低温液体环境,能自动激发超导态并能为流场提供润滑介质。围绕磁液两种力场的物理复合、结构实现及复合轴承的服役性能和模拟涡轮泵工况的高速试验等重要应用基础问题,开展理论和试验研究。主要研究内容:新型超导磁液复合轴承及热粘磁性能分析模型;高性能超导瓦块的制备及摩擦学性能研究;     

高温超导磁悬浮动态测控系统运动控制与数据采集部分的关键技术研究

由于高温超导磁悬浮动态测控系统的永磁圆盘轨道在高速旋转时会发生沉降,而固定超导块材的夹具在测试过程中位置不变,使超导块材与永磁圆盘轨道的相对距离变大,导致悬浮力的测试产生误差。为了尽量减小这一误差,利用位移传感器采集永磁圆盘轨道相对位置的变化,再根据从位移传感器得到的数据,利用模糊PID控制算法对该系统的垂向步进电机进行闭环反馈控制,使超导块材和永磁圆盘轨道间的相对距离维持在能被接收的范围内。本文给出了高温超导磁悬浮动态测控系统运动控制和数据采集部分的总体设计方案,全面深入地讨论该部分的硬件架构、软件架构和控制算法。     

磁悬浮与光电反馈式静电悬浮

对磁悬浮技术作简要综述,着重介绍超导磁悬浮技术的基本原理及发展现状。提出一种新的悬浮技术——静电悬浮技术,讨论静电悬浮的原理及其光电反馈控制系统,展望静电悬浮技术的应用前景。     

磁悬浮动量轮设计与实验研究

针对空间飞行器姿态控制用磁悬浮动量轮的工程应用研究，从结构设计、磁路计算和优化、控制系统设计与控制方法研究以及磁悬浮动量轮的调试等各个环节，对磁悬浮动量轮进行了较为广泛地分析和研究，通过实验发现了一些应用中需要解决的问题。并提出了下一步应当进行的研究内容。     

磁悬浮式纳米级微动工作台的理论分析与建模研究

磁悬浮式微动工作台由于运动平台和驱动机构采用非接触式的磁悬浮驱动技术而易于实现大范围纳米级精度的微运动。本文构建了一种新型的磁悬浮微动工作台，从理论上对磁悬浮式微动工作台的运动机理进行了详尽分析，建立了磁悬浮式微运动的电磁驱动模型，用Matlab对磁悬浮式微动工作台的运动控制进行了仿真研究，结果表明，设计的磁悬浮式微动工作台能达到纳米级的微运动。本文的研究成果为磁悬浮式微动工作台的设计及其控制提供了理论基础。     

磁悬浮球的H∞控制研究

设计了一种磁悬浮球实验系统，建立了磁悬浮球的控制模型。基于H∞混合灵敏度控制理论，研究了加权阵的选取规律和方法，设计了磁悬浮球的H∞鲁棒控制器。开发了功率驱动系统和光电位置检测系统，并用DSP系统实现了H∞控制算法。仿真分析和实验结果表明：该磁悬浮系统具有较高的控制精度和鲁棒性，解决了磁悬浮系统中的建模精度低，外界干扰难以避免等棘手问题。     

基于磁悬浮技术的带式输送机托辊结构设计

分析了磁悬浮托辊的结构，同时阐述了该结构的工作原理，并针对磁悬浮托辊的永磁轴承相关设计工作做了重点研究。为了验证该设计的实际情况，在磁悬浮托辊工作特性的基础上，进行了关于承载特性的实验，得出所研究的磁悬浮托辊在承载特性方面能够满足工作要求。     

主轴磁悬浮轴承的设计

以机床主轴磁悬浮轴承为研究对象，将磁悬浮轴承与液体悬浮轴承、气体悬浮轴承进行比较。并系统的设计出支撑机床主轴磁悬浮轴承的主要技术参数，对机床主轴有源型8极锥形磁悬浮轴承的设计过程进行了详细计算。     

磁悬浮轴承的研究现状和发展趋势

介绍磁悬浮轴承的历史及目前的研究状况，从系统建模、系统结构和轴承控制三个方面对其发展趋势进行了探讨。分析磁悬浮轴承的应用前景，并指出了今后的研究方向。     

悬浮磨料磁流体射流技术的研究

分析了现有磨料射流技术存在的问题,论述了磁流体推进技术原理及其优点,提出了一种悬浮磨料磁流体射流技术;通过试验装置验证了导电流体能产生增压效果,指出了形成悬浮磨料磁流体射流新技术中涉及的关键技术,阐述了关键技术研究状况及其主要的技术难题,为磨料射流的发展提供一种新的研究方向。     

磁浮压缩机的原理及系统模型的研究

迄今为止,尚未见到磁悬浮技术在往复压缩机上应用的报道和文献.分析了传统卧式往复压缩机活塞连杆运动的规律,设计了一种集磁悬浮和线性驱动技术为一体的往复磁悬浮式压缩机机构,该机构利用作用于活塞连杆上的磁场力,使其力偶矩与连杆活塞的重力矩相平衡,使活塞对缸体的正压力趋向于零或等于零的理想状态,从而使摩擦副间的摩擦力达到最小.     

大间隙下的磁悬浮测控系统设计与研究

大间隙 (如 :15 0～ 2 0 0 m m )下的稳定悬浮控制涉及两个方面 :一方面是磁悬浮控制系统能够产生足够大的磁力克服被控对象的重力和扰动 ;另一方面是选用何种传感器能够检测大的悬浮间隙并反馈给悬浮控制系统使被控对象稳定悬浮。采用激光光强检测技术和磁悬浮控制技术相结合 ,实现了一直径为 2 m、重 34kg悬浮间隙为 180 m m的大型地球仪稳定悬浮并使地球仪以每分钟 2转的速度稳定旋转。     

高速数控中电主轴技术的研究

介绍高速数控电主轴及其关键技术,高速电主轴技术在国内外的研究现状以及磁悬浮技术在电主轴中的应用。     

利用ANSYS软件进行磁悬浮动量轮的磁场设计

首先介绍了通用有限元软件ANSYS的一般功能。然后讲述了利用ANSYS软件对磁悬浮动量轮的磁场进行数值计算的一般步骤，详细描述了从创建物理环境到解后处理的全过程。最后以磁悬浮动量轮这一设计实例作为说明。对于利用ANSYS进行磁场分析研究有一定的参考意义。     

电子控制空气悬架高度调节过程非线性模型

电子控制空气悬架的高度调节过程是一个复杂的非线性过程,为研究高度调节过程中对空气弹簧充气或者排气时悬架的动力学特性以及作为后续悬架高度控制策略的研究基础,对电子控制空气悬架高度调节中的弹簧内气体热力学过程、簧载质量动力学过程进行分析,推导出高度调节过程中电磁阀开启期间和关闭后的空气弹簧内压力梯度方程、气体回路的流量方程、以及簧载质量动力学方程,建立带电磁阀功能的高度调节过程非线性模型,并通过电磁阀在不同脉冲时间下空气弹簧充气和排气的整车试验对所建立的高度调节过程模型进行验证,试验结果与仿真结果吻合较好。研究结果表明所建立的模型能正确描述电磁阀关闭前后空气弹簧内的气体状态以及电磁阀关闭以后的悬架在阻尼力作用下运动的迟滞特性。     

高精度磁悬浮微量电子秤系统的设计及实现

给出一种高精度磁悬浮式微量电子秤系统的结构形式及实现方法。重点讨论了设计与实现中存在的关键问题和解决的方法。实验结果表明该装置性能优良,对于研究超高精度的磁悬浮电子秤是有价值的。     

磁悬浮动量轮动力学模型研究

运用拉格朗日方程,建立了磁悬浮动量轮系统径向平动的精确动力学模型,并以应用广泛的PD控制进行了运动分析。研究表明,两自由度径向磁轴承的径向平动方向存在一定的耦合运动,但藕合对运动妁影响甚微,实际控制中可以采用单自由度运动模型替代。这方面的研究对认识磁悬浮动量轮的运动特性有积极的作用。     

磁浮轴承的控制和动态过程研究

建立了磁浮轴承的近似非最小相位传递函数模型，并基于此模型设计了保证系统稳定的闭环控制器。通过控制系统仿真对控制器参数进行了整定，分析了在不同扰动下转子的位移变化、电磁力和刚度的变化以及转子在高速时失控的原因，探讨了控制器参数与电磁轴承刚度及运转稳定性之间的变化关系。