圆柱定子三自由度球转子超声波电机的轨迹运动方程

圆柱定子3自由度球转子超声波电机利用一个定子的3种共振模态的两两叠加、合成，分别驱动一个球转子的3个自由度的旋转运动，三相同时激励时的轨迹运动方程是实现球转子预期轨迹控制的关键理论模型。在定子3种不同模态的有限元分析基础上，该文推导了圆柱定子3自由度球转子超声波电机在3相同时激励时的运动轨迹及传递机理，并对不同激励条件下的轨迹运动方程进行了分析、对比，为提高圆柱定子3自由度球转子超声波电机的定转子传动效率和进一步定量分析动力传递方式，定子优化设计，以及球转子的轨迹控制策略奠定了理论基础。     

永磁无刷直流电动机场路耦合运动时步有限元分析

提出一种适用于永磁无刷直流电动机的场路耦合运动时步有限元分析方法，解决了电机在非正弦供电时的场路耦合分析问题。电路中考虑了开关元件换流重叠过程和绕组中点的电位波动。给出了控制电路与电磁场方程耦合的时步有限元单元分析方法，采用改进的有限元运动边界处理方法--插值运动边界法解决转子运动问题。应用上述模型对1台无刷直流电动机的进行分析，计算结果和样机的实测波形吻合。该方法也适用于其他非正弦供电电机的场路耦合有限元分析。     

基于光流参数方程的复杂全域运动估计

视频图像序列在时域有着很强的相关性，利用这种相关性对图像序列进行运动估计，在图像压缩、目标检测等方面极具应用潜力。目前的全域运动估计，一般只讨论平移运动，对包含缩放、旋转等分量的复杂运动极少涉及，本文提出了一种基于光流参数方程的复杂全域运动估计及补偿算法，将运动估计的参数估计与非参数估计相结合，改进了基于光流方程的块运动模型。理论分析及大量实验证明，此算法能有效的处理包含缩放、旋转等分量的复杂运动，而且本算法将复杂的全域运动分解为各基本运动，使系统可以根据运算量的限制自适应地选择最优的运动估计及补偿算法。     

有限元–边界元耦合法在运动导体涡流场中的应用

基于A,φ-A法和库伦规范,推导了导体区域和非导体区域的有限元方程及自由空间的边界元方程,通过引入交界面条件,实现了将边界元矩阵等效为有限元矩阵求解的有限元-边界元耦合法(finite element and boundary element coupling method,FE-BECM)。将FE-BECM应用于TEAM-7问题的计算,验证了该方法处理开域涡流问题的有效性。当FE-BECM应用于运动导体涡流场(moving conductor eddy current,MCEC)问题时,用有限元离散源电流区域和运动部件,用边界元离散自由空间并关联相互独立的有限元区域。该方法克服了常规有限元法使用1套网格处理运动问题所遇到的麻烦。使用有限元-边界元耦合法对单级线圈炮问题进行了计算,验证了算法处理运动导体涡流场问题的有效性。     

变质量非完整系统运动方程的代数结构

研究变质量特殊非完整系统与一般非完整系统的运动方程的代数结构。给出运动方程的逆变代数形式,证明变质量特殊非完整系统具有相容代数结构和Lie代数结构;变质量一般非完整系统具有相容代数结构和Lie容许代数结构。最后说明结果的应用。     

滑步与发散，运动系统与一般动力学系统—— 兼谢廖浩辉和唐云先生

明确了同步、滑步、蠕步的概念；指出滑步（或称失步）与发散（或称无界失稳）的区别和联系；揭示了运动系统经过动态鞍点是发生滑步的充要条件，而不是发散的充要条件。只有在非哈密顿因素及时变因素足够小的条件下，才能根据系统在有限时段内没有发生滑步的事实来断定它在该时段后也不会发散，或者根据系统在有限时段内发生了滑步的事实来断定其发散。强调CCEBC/EEAC是运动系统的滑步稳定性理论。指出对于一般动力学中的一阶常微分方程（组），只有在其右端为连续函数时才能等效为运动方程，否则不符合运动系统稳定性规律。     

分段初级直线感应电动机的建模与仿真

为了提高长初级直线感应电动机的效率以节约电能，在实际应用中需要将其初级分段。以分段长初级直线感应电动机为研究对象，采用有限元方法，建立了单段初级高阶非线性数学模型，同时给出了电感和感应电势关于次级位置的参数方程。最后，以ANSOFT电路编辑器模块和Maxwell有限元模块相结合，完成电源主电路和驱动控制电路的设计以及整个系统动态特性的仿真。仿真结果表明，所搭建模型较好的反映了系统的动态过程以及分段供电的可行性。     

滑步与发散,运动系统与一般动力学系统-- 兼谢廖浩辉和唐云先生

明确了同步、滑步、蠕步的概念，指出滑步（或称失步）与发散（或称无界失稳）的区别和联系；揭示了运动系统经过动态鞍点是发生滑步的充要条件，而不是发散的充要条件，只有在非哈密顿因素及时变因素足够小的条件下，才能根据系统在有限时段内没有发生滑步的事实来断定它在该时段后也不会发散，或者根据系统在有限时段内发生了滑步的事实来断定其发散，强调CCEBC／EEAC是运动系统的滑步稳定性理论，指出对于一般动力学中的一阶常微分方程（组），只有在其右端为连续函数时才能等效为运动方程，否则不符合运动系统稳定性规律。     

多相感应电机场路耦合时步有限元分析

为解决多相感应电动机在非标准正弦供电时的场路耦合分析问题,提出一种用于多相感应电动机的场路耦合运动时步有限元分析方法。考虑变频器供电时SPWM波中的高次谐波,给出控制电路与电磁场方程耦合的时步有限元分析方法,采用运动气隙边界法解决转子运动问题,与机械运动方程相结合,可对电机的瞬态过程进行仿真。应用上述模型对1台五相感应电动机及其调速系统进行分析,计算结果与样机实验结果吻合较好。将解析法、场路耦合法的计算结果与实验结果比较,表明场路耦合法能充分考虑电机齿槽效应以及铁磁材料的非线性影响,与实验结果更接近。该方法也可用于其他类型的多相电机逆变器供电的场路耦合分析。     

磁阻式低速同步电动机的运动方程及其起动性能

本文从机电系统最一般的方法——拉格朗日方程出发,推出了包括所有谐波在内的磁阻式低速同步电动机的运动方程,并由此得出稳态下的性能及参数计算公式。根据运动方程,对电机的起动过程进行了分析,指出在研究电机动态问题的数值积分方法中,以哈明方法为最好。最后还给出了计算与实验结果,表明研究低速电机动态过程时不应忽略谐波的影响。     

电磁脉冲加载法在圆柱壳塑性屈曲研究中的应用

利用电磁脉冲加载法，进行了圆柱壳在径向脉冲载荷下的塑性动力屈曲实验，对脉冲磁场加载原理、电流测试方法、载荷计算及趋肤效应等问题进行了探讨。实验表明，电磁脉冲加载法具有载荷波形稳定、控制方便等特点，在加载的均匀性方面明显优于传统的爆炸加载法。     

计算发电机端部磁场的差分方法

本文用积分方法对圆柱坐标下的微分方程进行离散化。将一个三维的恒定磁场问题化为三个平面问题,使求解简单化。并给出了差分格式。     

An integral equation approach to the problem of eddy currents in cylindrical shells of finite thickness with infinite or finite length

Contents In this work an attempt is made for the application of the integral equation for the solution of the problem of eddy current distribution in cylindrical shells. For the numerical treatment of the integral equation the method of moments is used. This approach is applied to a circular cylindrical shell of finite thickness and infinite or finite length when the excitation is a current filament.

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Eine Näherungslösung zum Problem der Wirbelströme in zylindrischen Schalen endlicher Dicke und endlicher oder unendlicher Länge mit Hilfe einer Integralgleichung

Übersicht In dieser Arbeit wird versucht, die Integralgleichung bei der Lösung des Problems der Wirbelstromverteilung in zylindrischen Schalen anzuwenden. Für die numerische Behandlung der Integralgleichung wird die Momenten-methode verwendet. Diese wird angewandt an einer zylindrischen Schale endlicher Dicke und endlicher oder unendlicher Länge wenn die Erregung von einem Stromfaden herrührt.

     

Ultrasonic reflectivity computed tomography with small number of transmitter/receiver transducers for carotid diagnosis

We developed an ultrasound reflectivity computed tomography (CT) system with only a small number of transmitter/receiver transducers for carotid diagnosis. To this end, a ring array system with eight element transducers was fabricated with center frequency 10 MHz. The present CT technique assures the image with high resolution on the order of 0.1 mm over the entire imaging region. In addition, the reduction of the number of transducer element enables fast data acquisition and lower cost hardware system. With appropriate combinations of the dual and/or separate transmitter and receiver pairs, 21 backscattering projection data were observed. To comply with the ill‐posed inverse problem due to the lack of angular view data, the conjugate gradient method was applied for the solution of the matrix observation equation. Both experiment and simulation examinations were made using the cylindrical shell object as a carotid phantom. As a result, it is demonstrated that the image with greater resolution compared with the conventional B‐mode method can be obtained by using only eight element transducers. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 163(4): 58–66, 2008; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20301     

多层理论在圆筒型直线感应电动机计算上的应用

本文从麦克斯韦方程出发，在圆柱坐标系下建立了圆筒型直线电机的多层理论分析模用该模型对一台样机进行实例计算，并与磁阻抗法和实验值进行了比较，计算结果表明该方法的正确性和有效性。     

Modelling of electrically thick cylindrical antennas

Hallen's integral equation has been used as the basis for the formulation of cylindrical antenna theories for many years. Being a Fredholm integral equation of the first kind, its solution is mathematically an ill-posed problem. The stability of the numerical methods based on this integral equation is dependent on the singularity and the non-smoothness of the kernel function. For electrically thick cylindrical antennas, the dominance of the singular part of the kernel (logarithmic) is weakened and the kernel function becomes relatively smooth. This observation implies possible deteriorations of the stability of the numerical methods based on Hallen's integral equation. This paper describes the development of an alternative formulation for the electrically thick cylindrical antennas based on the singular integral equation of the first kind with a Cauchy-type kernel which eliminates the potential instability problem. A numerical method based on this formulation of the antenna problem has been implemented and case studies show that it is very stable and efficient for the numerical modelling of electrically thick cylindrical antennas.     

基于阻尼LSQR算法层析成像技术在铸件缺陷检测中的应用

在普通超声波检测的基础上引入层析成像技术,形成新的超声波层析成像探伤系统,可以有效克服普通超声波检测定位困难的缺点,能准确检测铸体中缺陷的大小、形状和位置.本文重点对超声波层析成像探伤系统的工作原理和阻尼LSQR算法(DLSQR算法)进行研究,经过数据采集、正演模拟、建立走时方程、反演求解等过程,实现了基于DLSQR算法的图像重建方法.实验表明,DLSQR算法具有良好的稳定性、较小的存储容量和计算量,适合病态问题求解.     

基于有限元模型的电机零部件与整机结构振动关联特性

针对电机由多个复杂零部件组合而成导致系统振动故障难以准确诊断的问题,推导了含定子绕组、铁芯、端盖、转轴等电机零部件系统结构动力学方程,采用有限元法构建了某型异步电机零部件与整机系统动力学模型,并运用锤击法验证了建模法的有效性。通过分析无相对位移连接组件与整机有限元模型的固有频率值,得出底板、定子绕组、转轴、铁芯、前端盖及后端盖零部件对整机前三阶模态的贡献程度依次增大;研究零部件间连接方式对电机固有频率的影响,发现电机各阶固有频率随着零部件间连接刚度值增大而增加规律,这些可为电机振动故障分析与动力学设计提供参考。     

考虑定子外壳漏磁的同极式永磁偏置径向磁轴承磁路模型

同极式永磁偏置径向磁轴承的永磁偏置磁场在定子外壳内形成较大漏磁,而且外壳的有效面积相对工作气隙较大,即使在铁心与外壳间加入隔磁层的情况下,漏磁仍不可忽略,必须进行准确计算。首先直接求解拉普拉斯方程获得隔磁层内的磁场分布,并结合保角变换计算漏磁区域的端部效应,然后求解工作气隙的永磁偏置磁场和电励磁控制磁场,最后建立完整磁路模型和电磁力解析模型。三维有限元仿真结果表明,所建立的磁路模型能准确计算磁轴承工作范围的电磁参数。依据飞轮储能系统的总体需求,设计了径向磁轴承系统,实验结果验证了所建立解析模型和有限元模型的准确性。     

楔环联接方式的圆柱壳体振动传递特性分析

为了降低系统的振动噪声,楔环联接结构被广泛地应用于圆柱壳体的联接.通过对楔环联接进行适当的简化,运用ANSYS进行模态分析和谐响应分析,并在谐响应分析结果的基础上提取楔环联接两侧的振动响应值以进一步求取振级落差,仿真得到振级差曲线,分析该联接方式对振动传递特性的影响.在振动实验中,采用正弦激励法得到实测的振级落差曲线....