基于解耦策略的直线感应牵引电机法向力自适应最优控制

中低速磁悬浮列车和部分地铁车辆均采用直线感应牵引电机作为驱动机构,该电机特有的边缘效应和法向力对直线感应牵引电机的效率以及性能均产生很大的负面影响,因此直线感应牵引电机采用常规的电传动控制策略并不能取得良好的控制效果。该文充分考虑边缘效应的影响,建立了直线感应牵引电机的数学模型。将推力与磁通进行解耦,并分析磁通、推力与电流控制环节的非线性与时变性,提出了神经自适应控制的设计方法。分析了法向力的组成与特性,得出其数学表达式,以推力与磁通解耦为基础,结合最优化理论,考虑多个优化目标建立损耗最小函数,实现直线感应牵引电机的损耗最优控制。计算机仿真与实验对所提控制策略与传统控制策略进行对比,验证了该方法在典型工况下的有效性。     

永磁直线伺服电动机磁极形状对法向力波动分析

采用改变磁极形状及变极弧系数来减小负载情况下磁阻力波动。应用傅里叶回归分析法分解出电动机优化参数,并使用有限元分析方法进行仿真计算。仿真结果表明,采用该优化方法的永磁直线同步电动机可在推力损失较小的情况下有效抑制法向力的波动幅值。永磁直线同步电动机相对于直线感应电动机和直线直流电动机具有效率高,次级发热少,     

相对法向力下结构面峰值剪切力学性质研究

法向力的大小对岩体结构面剪切强度有重要影响,然而对法向力大小的划分还没有一个明确的界限。鉴于此,将法向力与单轴抗压强度的比值定义为一个衡量法向力相对大小的系数,应用PFC2D模拟不同粗糙度下相对法向力结构面剪切试验。结果显示,试验结果与三线段剪切强度理论基本吻合;当相对法向力小于0.06时,抗剪强度增长速率最大,随着相对法向力的增大,抗剪强度增长速率快速减小;当相对法向力在0.06～0.5之间时,抗剪强度增长速率的减小趋势变缓;当相对法向力大于0.5时,抗剪强度增长速率基本平稳。基于三线段剪切强度理论,利用中等法向应力下的抗剪强度公式,得到了剪切作用下黏聚力强化指数和爬坡角弱化指数,通过对比不同材料试件的这两个指数的变化趋势,验证了法向力上下限划分的合理性。     

永磁直线同步电机的推力波动分析

为改善高档数控机床进给系统用永磁直线同步电机的伺服性能,需要研究减少推力波动的技术措施。文章分析了永磁直线同步电机推力波动的机理,指出齿槽效应、端部效应及法向力是引起永磁直线同步电机推力波动的主要原因。     

削弱永磁直线电机法向力波动优化设计

为了削弱永磁直线电机(PMLM)运动中存在于动子与定子之间的法向力波动,在推导分析法向力波动产生原理的基础上,采用最优极弧系数和磁极倒角法削弱齿槽法向力,采用优化铁心长度及端齿形状削弱端部法向力,以达到综合削弱PMLM法向力波动的目的。通过有限元仿真证明了所采用方法的有效性,可以在满足推力要求的的情况下,极大地削弱PMLM的法向力波动。所得结论可为永磁直线电机的设计提供一定的理论指导。     

精密钢球传动啮合法向力与弹性回差

针对精密钢球传动法向力的传统求解方法和弹性回差对传动性能的影响,在分析啮合副弹性回差产生机理的基础上,提出利用啮合点刚度系数精确求解法向力和弹性回差的方法。建立啮合副力学模型,利用啮合点刚度系数并通过力矩平衡方程分别推导出减速啮合副和等速啮合副的弹性转角和啮合点法向力公式,应用啮合副弹性转角分别推出减速啮合副弹性回差、等速啮合副弹性回差和传动机构弹性回差的计算公式,并分析机构参数对弹性回差的影响规律。研究结果表明,减速啮合副和等速啮合副啮合法向力可用统一公式表示,传动机构弹性回差曲线呈周期性波动,机构参数变化对弹性回差影响较明显,减速钢球数对弹性回差影响最大。研究结果为精密钢球传动的传动精密性和运动平稳性分析及机构设计提供理论依据。     

木材磨削力和影响磨削力的因素

通过试验分析了磨削过程中砂带速度、砂带目数以及木材纹理方向对于磨削力、法向力和磨削过程中功率损耗的影响,研究表明:磨削力均值和砂带速度呈降幂变化规律,法向力均值和砂带速度呈二次幂变化规律,磨削力均值与砂带目数呈线性增加趋势,法向力均值和砂带目数呈二次幂变化规律。功率损耗和砂带速度呈二次幂变化规律,和砂带目数呈线性变化规律。其中顺纹理磨削过程中磨削力、法向力及功率最大,横纹理最小。     

非圆截面形状弹体法向气动力估算方法

文中引入附加质量，附加表面积的概念，提出了基于细长休理论的非圆截面（矩形、正方形、三角形等）弹体法向气动力工程做算方法，并对此方法进行了验证，计算结果和风洞试验值比较，法向力系数计算误差在10％以内，说明本方法可以在工程初步估算时应用。     

考虑土拱效应的桩参数取值分析

在考虑土拱区土体强度增加的情况下，分析了桩侧的土压力，通过求出不同桩径桩距条件下的土压力，从中找出一个最小土压力的桩参数，并通过工程实例分析证明了该计算方法的正确性和可行性。     

直线伺服电机法向力分析

法向力是影响直线伺服电机运动性能的主要原因之一。采用有限元分析的方法对直线伺服电机的两种法向力进行分析,分析了推力、法向力与气隙长度的关系。通过采用傅立叶级数进行非线形回归分析,得到电机初级与次级之间法向力的公式。在实际应用中,可以利用得到的公式对推力波动进行补偿,提高直线伺服电机的运动性能。通过增加直线伺服电机底板厚度来解决机床隔磁的问题。