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。     

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。     

微动量轮高精度滑模变结构控制

基于滑模变结构算法研究了小卫星微动量轮的精确控制。在系统整体控制框架的基础上,对微动量轮动力学模型进行了分析;结合理想模型引入纹波电压、摩擦系数不确定性、扰动力矩等干扰因素,完善了微动量轮动力学模型。设计了等效滑模变结构控制算法,并对控制率参数进行了仿真优化。通过MATLAB仿真,对比分析了滑模变结构控制和常规PI控制在转速控制和力矩控制两种模式下的特性。最后,实验设计了微动量轮样机。仿真结果表明:基于滑模变结构控制的微动量轮转速控制精度达到±0.5r/min,从0加速到2 000r/min的时间为18s,均明显优于PI控制。实验结果表明:利用滑模变结构控制的微动量轮转速控制精度达到±0.9r/min,从0加速到2 000r/min的时间为26s。上述结果显示:利用滑模变结构控制算法可以有效克服微动量轮控制中的干扰因素,提高转速控制精度和输出力矩稳定度,缩短转速变化响应时间。     

一种用于抑制高转速卫星动量轮换相转矩脉动的调制方法

针对高速旋转的动量轮在换相过程中发生的转矩波动增大、平均转矩下降的问题,对高转速动量轮在换相期间转矩脉动的产生原因进行研究,对动量轮换相过程中相电流的变化进行了分析,提出了一种基于电流PWM调制的超前换相方法,并推导出超前换相角度。利用Saber与Simulink联合仿真平台建立驱动控制模型,对动量轮换相期间的转矩进行了测试。研究结果表明,利用此种控制方法,对电流调制周期内的占空比进行控制,能有效地抑制动量轮高速转动时换相过程中产生的转矩脉动,使输出转矩更加平稳。     

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。     

磁悬浮万向飞轮在卫星姿态机动中的应用

针对基于磁悬浮万向飞轮的高轨卫星姿态机动控制问题,建立磁悬浮万向飞轮和卫星的姿态动力学方程,通过磁悬浮万向飞轮转子的偏转控制实现卫星滚动和偏航轴的姿态机动。由两个磁悬浮万向飞轮反向安装,组成双轮控制构型,实现整星零动量控制。仿真结果表明,在双磁悬浮万向飞轮系统控制下,卫星在20 s内可实现5°的姿态机动,所需要的框架角为3°;当磁悬浮万向飞轮达到最大框架角6°时,卫星可实现12°的姿态机动。分析磁悬浮万向飞轮在低轨卫星中应用的前景,为实现卫星的快速机动和快速稳定控制提供新的思路。     

基于非线性模型下磁悬浮球系统控制策略

对磁悬浮技术的研究,最简单的要属单自由度磁悬浮球系统,而磁悬浮控制系统中最重要的部分,要属控制器的组成,控制器的性能直接影响到磁悬浮产品在实际中的应用。本文在理论上建立了控制系统的非线性数学模型并采用Simulink对非线性控制系统进行PID控制、极点配置加PI修正两种控制方法进行了仿真研究及各种扰动下的仿真分析,对研究非线性控制的策略具有重要意义。     

基于PID算法的低功耗微型磁悬浮控制系统设计

针对当前市面上微型磁悬浮装置调节不够快速灵敏，导致调节功耗大的问题，提出一种基于PID算法的低功耗微型磁悬浮控制系统。首先，详细介绍了微型磁悬浮控制系统的方案设计，包括磁悬浮系统结构、磁悬浮控制方案以及悬浮体失衡控制原理；然后，从关键电路设计和程序设计方面介绍了基于PID算法的磁悬浮控制系统实现；最后，对所设计的磁悬浮控制系统进行了测试，并与市面上购买的磁悬浮装置进行了功耗测试对比。测试结果表明，所设计控制系统实现了磁悬浮的低功耗调节。     

磁悬浮轴承系统控制方法研究

随着现代先进制造业的发展,磁悬浮轴承作为一种新型支撑部件,受到了各行各业的广泛关注。而在整个磁悬浮轴承系统中控制环节是关键,其性能的好坏主要取决于控制器的设计与控制算法的选取。首先对磁悬浮轴承作了介绍,以控制方法为切入点,分别阐述了模糊PID控制、滑模变结构控制、鲁棒控制和最优控制的基本原理、应用和局限性。通过分析研究表明这四种控制策略能明显改善磁悬浮轴承的控制性能效果。最后对磁悬浮轴承控制作了简单总结和展望。     

单片DLP色轮采用磁轴承支承的研究

阐述了单片DLP投影机色轮运行和磁轴承的基本原理,对磁轴承技术在色轮驱动系统的应用进行了研究,采用一个主动型轴向磁轴承和两个被动型径向磁轴承来实现色轮转子的五自由度悬浮.基于色轮转子的重量与转速,设计出了磁悬浮轴承的参数,并利用有限元分析软件ANSYS对设计结果进行了仿真.     

单机架冷轧机乳化液系统的改进与应用

在冷轧机组中，乳化液起冷却和润滑作用。在轧制过程中，大量的铁粉磁性粒子悬浮在乳化液中，对轧机和产品都有直接的危害，有效地控制乳化液中铁粉含量是乳化液控制系统设计的关键。介绍该系统的设计原理及其应用情况。     

叶片式MRF减振器的工作原理及磁路设计

介绍了一种基于传统叶片式液压减振器设计的叶片式MRF减振器的工作原理和磁路设计,利用Ansoft工程电磁场有限元分析软件对两种不同结构的叶片式MRF减振器的磁路进行了有限元分析.通过深入分析该型减振器的磁场分布,为其在车辆悬挂系统半主动控制中的应用奠定了基础.     

基于坐标变换的异步电机控制

介绍了坐标变换在异步电机中的应用条件和原则,以便能够快速地在异步电机中选择合适的坐标,提高工作效率.并结合异步电机矢量控制在MT坐标系中变换后,可类似于直流电机的转矩电流分量和磁场电流分量,以便简化矢量控制原理,能够加深对矢量控制理解和学习,并对实际应用和系统的设计具有很好地指导作用.     

基于神经网络的磁悬浮球自适应控制器

建立了磁悬浮球系统的数学模型，讨论了系统的刚度阻尼和控制系统之间的关系。利用神经网络的学习功能在传统比例积分微分（PID）控制器的基础上构建了一种自适应PID控制器。用于磁悬浮球控制系统。实验结果表明，控制器结构简单，易于工程实现，可以实现磁悬浮球的稳定悬浮，并且系统具有快速响应性和良好的抗干扰性。     

位标器框架平台用单磁极磁电编码器设计

角位移传感器对于伺服控制闭环是一个重要的反馈元件,在军工和航天领域,旋转变压器和光电编码器本身的缺陷限制了其应用.为了弥补传统角位移传感器的不足,选择磁电编码器作为位标器框架平台的角位置反馈器件.依据校准查表信号细分算法研制出了一种单磁极磁电编码器,并设计了温漂补偿算法,以扩大工作温度适用范围,并为之设计制作了配套使用的校准和检测系统.经过实验验证,所研制的磁电编码器满足了位标器的应用要求.     

PRINCIPLES AND PARAMETER DESIGN FOR AC-DC THREE-DEGREE FREEDOM HYBRID MAGNETIC BEARINGS

To simplify the mechanical structure, decrease the overall system size of the 3-degree freedom axial-radial magnetic bearings and reduce the manufacturing costs as well as operating costs, an innovated AC-DC 3-degree freedom hybrid magnetic bearing is proposed, which is driven by a DC amplifier in axial direction and a 3-phase power converter in radial directions respectively, and the axial and radial bias magnetic fluxes are provided with a common radial polarized permanent magnet ring. The principle producing magnetic suspension forces is introduced. By using equivalent magnetic circuit method, the calculation formulas of magnetic suspension forces and the mathematics models of the system are deduced. Nonlinearities of suspension forces and cross coupling between different degree freedoms are studied further by calculating the suspension forces at different displacements and control currents to validate the feasibility of the mathematics model. Then based on the mathematics models of the bearing, a control method of this novel bearing is designed. Lastly, the methods on parameter design and calculations of the bearing are presented, and an applicable prototype is simulated to analyze the magnetic path by using finite element analysis. The theory analysis and simulation results have shown that this magnetic bearing incorporates the merits of 3-phase AC drive, permanent magnet flux biased and axial-radial combined control, and reduces overall system size and has higher efficiency and lower cost. This innovated magnetic bearing has a wide application in super-speed and super-precision numerical control machine tools, bearingless motors, high-speed flywheels, satellites, etc.     

磁性流体密封装置主要结构参数的设计及分析

介绍了磁性流体密封原理.通过数值计算对磁性流体密封的结构参数进行了设计,给出了磁钢材料及尺寸的设计原则,研究了单级密封压差与磁极斜角、极尖宽度和密封间隙的关系,分析了多级密封的级数对磁性流体多级密封的影响,给出了最优取值范围,对设计和应用磁性流体密封装置具有指导意义.     

被动磁力轴承在磁悬浮技术中的作用

论述了被动磁力轴承的特点和设计方法、介绍了其在磁悬浮系统中的重要作用。     

用磁力机械密封改造低压填料密封

阐述了磁力机械密封的原理、设计方法及注意事项，提出了用磁力机械密封改造低压填科密封的方法。     

电磁轴承结构参数设计研究

以实际工程应用为背景,针对电磁轴承的结构参数设计,分析了忽略铁磁材料磁阻对磁路计算带来的误差。通过对控制器参数的研究,表明磁轴承最终的控制刚度不仅与控制器有关,而且受结构参数的制约。从提高控制线圈电流和磁力的响应速度出发,给出了工作气隙、磁极面积与控制线圈的设计原则。这些结构参数与控制性能相关性的研究对于提高电磁轴承的总体性能有积极的作用。