北京石油化工学院精密电磁装备与先进测量技术研究所
- 作品数：29 被引量：45H指数：4
- 相关机构：天津工业大学电子与信息工程学院清华大学机械工程学院摩擦学国家重点实验室清华大学机械工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金北京市自然科学基金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术机械工程自动化与计算机技术电气工程更多>>
- 双边永磁同步直线电机随机模型系统辨识被引量：1
- 2023年
- 为解决双边永磁同步直线电机离散传递函数模型参数动态变化、传统方法辨识精度低的问题,提出一种基于随机模型的系统辨识方法,分析运动过程中的系统特性,结合具有随机扰动项的Box-Jenkins模型,辨识动态系统传递函数模型参数。通过注入不同频率逆M序列电流信号,充分激发系统响应,比较分析不同实验条件下的系统辨识结果。选择预报误差法定义平方差代价函数,运用Levenberg Marquardt算法不断迭代优化以获得传递函数模型最优参数。通过对不同采样频率、不同注入电流幅值和不同电机运动速度条件下的系统辨识对比分析,获得最佳辨识模型。结果表明:当采样频率为1000 Hz,注入电流幅值为2.0 A和电机运动速度为50 mm/s时,获得最优辨识仿真输出匹配度为94.81%,平方差为7.84×10^(-4)。
- 俞建荣曹旺辉盛沙刘强刘学城
- 关键词：永磁同步直线电机系统辨识
- 磁悬浮球形飞轮不平衡振动前馈抑制与实验被引量：1
- 2019年
- 针对磁悬浮球形飞轮转子存在的不平衡振动,建立磁轴承-球形转子动力学模型,提出了一种不平衡振动前馈抑制方法。依据达朗伯原理,将转子不平衡质量矩等效至转子两端配重面,得到了转子两端的轴承动反力。为维持球面磁极气隙的球壳形状,消除磁拉偏负力矩,将高速转子球心与定子球心始终重合。分析了转子质心偏离旋转轴引起的离心力,计算了转子质心偏离球心后,因电磁悬浮力始终指向转子球心而引起的偏转负力矩。仿真结果表明:转速为8 000 r/min,转子两配重面内不平衡质量矩处于对角位置且大小相等时,对转子施加前馈抑制,转子径向振幅从13.8μm减少至3.3μm,减少约76.1%,轴向振幅从21.6μm减少至5.6μm,减少约74.1%。实验结果与仿真结果一致,验证了转子不平衡振动模型的正确性和前馈抑制方法的有效性。
- 刘强尹兆京吴波任元辛朝军樊亚洪
- 关键词：磁轴承前馈仿真
- 基于微机电系统洛伦兹平台角速度估计被引量：1
- 2021年
- 针对洛伦兹惯性稳定平台对高带宽和高精度角速率需求,提出了基于微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)组合传感器的最优速度估计算法。MEMS组合传感器由陀螺仪和加速度计组成,MEMS陀螺仪由于自身特性在速度估计中提供低频速度信息,而加速度计则提供高频信息。最优估计器通过将低频信号与高频信息融合,采用最优控制与估计算法进行速度解算与估计。实验表明,频率在20 Hz内,运动角度在±60°内,MEMS组合传感器速度拟合周期不超过5%,稳定拟合误差不超过7.5%,可以满足平台稳定偏转控制需求。最优状态估计器能在时域与频域上提供无差、高性能的角速度信号。
- 熊颖刘强韩邦成任元樊亚洪
- 关键词：角速度估计MEMS传感器卡尔曼滤波
- 一种双圈磁钢无刷直流电机
- 2022年
- 针对现有的飞轮用无刷直流电机气隙磁密均匀性差、刚度低、功耗高等缺陷,提出一种双圈磁钢结构无刷直流电机方案,并基于现有磁悬浮飞轮结构进行了电机总体结构设计,通过等效面电流法与数值分析法分别对其气隙磁密进行了数学建模与磁场仿真分析,二者分析结果相对误差基本低于5%,验证了双圈磁钢结构无刷直流电机方案设计的合理性。采用有限元软件对双圈磁钢无刷直流电机与传统两种单圈磁钢电机方案进行对比分析,其结果表明,双圈磁钢方案的等效气隙磁密分别提高了57.1%和27.9%,径向气隙磁密最大值分别提高了61%和37.5%,且磁密均匀性明显提高,该结构为无刷直流电机性能的提升提供了新的方案支持。
- 肖云峰徐康刘强王琪瑞
- 关键词：有限元仿真
- 大型磁悬浮CMG锁紧装置设计与实验被引量：1
- 2017年
- 针对大型磁悬浮CMG转子系统,比较分析大陀螺用内外锁紧方案对转子系统共振频率的影响,得到较优的抱式外锁紧方案.依据发射振动工况对外锁紧方案进行了动力学与静力学分析,得到锁紧装置的锁紧约束参数.根据设计结果研制了一台锁紧装置,并采用环境力学振动实验检验锁紧装置对转子系统的锁紧保护效果.结果表明,实验过程中转子系统未发生明显的共振,证明锁紧装置能够对转子系统进行有效保护.
- 姚舒晏王伟叶郭波刘强胡灯亮
- 关键词：锁紧装置磁轴承
- 磁悬浮控制敏感陀螺解耦设计与实验
- 2022年
- 为克服传统柱壳、薄壁、锥壳磁气隙形状在转子偏转前后发生改变,产生偏转干扰力矩,提出了一种球壳气隙的磁悬浮控制敏感陀螺,介绍了其总体结构和工作原理,并对球面平动磁阻力轴承和洛伦兹力偏转轴承进行了设计,实现了转子五自由度全主动控制、全通道磁路解耦,以精确控制陀螺转子偏转,为提升磁悬浮控制敏感陀螺姿态控制力矩带宽和姿态敏感精度提供了方案支持。基于有限元法对球形转子进行了模态分析和静力学分析,根据分析结果研制了一台磁悬浮控制敏感陀螺,并通过悬浮实验验证了理论分析和计算结果的正确性。
- 王伟李衡兰宇刘强
- 大型磁悬浮控制力矩陀螺热分析与实验被引量：1
- 2018年
- 为提高大型磁悬浮控制力矩陀螺设计的可靠性,本文对大型磁悬浮控制力矩陀螺的热源及热应力分布进行了详细的分析。首先,依据陀螺功能特性对系统整体的热源进行了详细的分析。其次,基于分析结果建立系统的热分析模型,并对整机的温度场和热应力进行了计算。最后,采用长期运行温度考核和热循环温度考核对陀螺系统进行了实验测试。结果表明,陀螺系统的实际温升与理论计算结果基本一致,表明陀螺系统的整体温升能够满足使用要求。
- 王伟畅建伟叶郭波刘强胡灯亮
- 关键词：温度场热应力实验测试
- 新型无刷直流电机结构设计与性能分析被引量：4
- 2021年
- 针对物联网通讯技术对微纳卫星提出的高性能、低成本的需求,提出了一种新型双圈磁钢无刷直流电机结构动量轮,介绍了其结构和工作原理。采用有限元法对气隙磁密进行仿真分析,结果表明,双圈构型电机气隙磁密和有效气隙磁密平均值均优于传统方案,气隙平顶宽度从传统方案的90°拓宽到120°,有效的提升了力矩输出性能。通过对无控制器状态下两种电机转速特性分析,验证双圈构型电机具有更优的动态和抗干扰性能;基于该结构设计了转速闭环PID控制系统并进行仿真分析,结果表明双圈构型电机在空载状态及突加负载两种情况下,电机达到稳定转速的时间和达到稳定转矩的时间均优于传统结构电机,且新型结构电机的脉动幅值降低约46.5%,可实现电机的高精度稳速控制。
- 肖云峰徐康马丽梅张业帅刘强
- 关键词：动量轮电性能分析
- 微型磁悬浮飞轮用熔断式锁紧/解锁机构
- 2022年
- 本文针对微纳卫星用微型磁悬浮飞轮发射主动段的锁紧/解锁问题,提出了一种微型磁悬浮飞轮用熔断式一次性锁紧/解锁机构,介绍了主要结构和工作原理.根据飞轮锁紧力要求,对锁紧机构进行了静力学分析计算.为保证飞轮锁紧后满足卫星发射的环境力学条件,以及解锁后避免与锁柱发生共振,利用有限元软件对锁紧机构进行了动力学仿真计算.其静力学和动力学计算结果均满足卫星发射主动段的力学要求.结果表明,熔断式锁紧/解锁机构可对微型磁悬浮飞轮实施有效保护.
- 俞建荣崔刚刘强樊亚洪席军
- 关键词：微纳卫星磁悬浮飞轮锁紧机构有限元仿真
- 针刺巨量转移平台用高推力聚磁式直线电机
- 2024年
- 针对针刺式巨量转移平台用无铁芯直线电机推力小,边缘效应明显导致转移速度慢的问题,提出一种高推力聚磁式直线电机,利用外层V字形结构抑制漏磁效应,通过双层Halbach结构提高气隙磁密,并采用有限元法对3种方案气隙磁密和漏磁磁通进行比较分析。V形双层Halbach方案的气隙磁密和漏磁磁通分别为0.6 T和0.05 T,与单层梯形方案相比气隙磁密提高了17.6%,与双层Halbach方案相比漏磁磁通降低了71.4%。利用等效磁化电流法对电机磁场进行区域分割,采用分割补偿法建立矩形边界条件,建立了直线电机磁路数学模型,得到了影响电机推力线性度的关键结构参数,并基于有限元法对形状及结构参数进行优化。结果表明,优化后气隙的最大磁密和最小磁密分别0.67 T和0.47 T,x向和y向磁密变化率分别为25%和29.8%,推力仿真计算结果为278 N,推力波动率为2.1%,空载加速度为10 m/s^(2),理论芯片转移速度可达50颗/秒。根据优化结果研制了一台直线电机用于巨量转移平台,测试结果与优化结果一致,本研究对提高巨量转移平台转移效率具有重要意义。
- 刘强马宁王伟韩邦成牛萍娟
- 关键词：直线电机有限元法
