基于降阶负载扰动观测器的永磁同步电机控制

针对永磁同步电动机(PMSM)的负载扰动问题,提出了一种基于降阶负载扰动观测器的永磁同步电机前馈控制方法。通过设计降阶负载观测器来实时观测电机负载转矩变化,并将观测值作为电流前馈补偿来增加系统鲁棒性;考虑到转动惯量对观测器的影响,引入了梯度校正参数估计法,对电机的转动惯量进行了实时辨识;最后,将负载转矩观测与永磁同步电机的矢量控制相结合,对永磁同步电机的q轴分量进行了转矩前馈补偿以提升系统的动态性能。仿真结果表明,采用梯度校正参数估算法能快速准确地迭代计算永磁同步电机的转动惯量,所设计的降阶负载扰动观测器能有效地估计转矩变化。研究结果表明,基于降阶负载转矩观测器的前馈补偿与永磁同步电机矢量控制相结合,能有效地提升永磁同步电动机转速控制的鲁棒性。     

动载体光电平台角位移精密测量方法研究

提出了用位移传感器实时测量动载体光电平台六自由度位移的方法,并推导了该方法的理论公式,即通过坐标变换推导出了平台惯性坐标系、平台固连坐标系及传感器平面坐标系之间的关系,得到了传感器测试信号与平台位移量之间的关系式。通过传感器采集的实时位移值,计算出了平台六自由度位移,并分析了影响该方法测试精度的多个因素,得出了该方法可通过选用不同频带、不同精度的传感器,实现不同振动环境下隔振平台六自由度位移的动态精密测量的结论。理论分析表明,该测量方法简单有效,适用范围广,有较大的推广价值。     

X射线脉冲星矢量多平面观测的姿态测量

为了利用脉冲星测量航天器姿态,提出一种基于X射线脉冲星矢量多平面观测的姿态测量方法,研究了该方法的测量原理和测量精度。首先,建立一个由若干具有不同法向方向的平面组成的立体结构,并在每个平面上安装脉冲星传感器;接着,测量不同平面内接收的X射线脉冲星光子功率,以及功率的测量值和各平面之间的相对几何关系;最后,计算出脉冲星的矢幅值和空间角,从而得到航天器姿态。实验结果显示,利用X射线脉冲星矢量的多平面观测方法测量得到的航天器姿态精度能够达到0.1°,表明X射线脉冲星姿态多平面测量方法可以满足未来航天应用所需的姿态测量精度,有利于航天器技术发展。     

X脉冲星矢量多平面观测的姿态测量

目的：本文提出一种基于X射线脉冲星矢量多平面观测的姿态测量方法，方法：脉冲星矢量观测采用若干个具有不同方向的平面组成一个立体结构、并在每个平面上安装脉冲星传感器，通过测量在不同平面内接收的X射线脉冲星光子功率，以及功率的测量值和各平面之间的相对几何关系，可以计算出脉冲星的矢幅值和空间角，结论：实现了X射线脉冲星矢量的测量。目前基于以上方法已经完成仿真实验验证。结论：X脉冲星姿态多平面测量方法能够为今后的航天器应用提供较高的姿态测量精度，有利于今后航天器的发展。     

无轴承永磁同步电动机径向力模型

将麦克斯韦张量法和磁路分析法相结合,提出了一种计算无轴承永磁同步电动机径向力的方法,建立了考虑转子偏心位移的径向力模型,利用有限元分析方法对表面贴装式无轴承永磁同步电动机进行仿真研究,结果表明,利用该模型能够获得较好的建模精度,验证了麦克斯韦张量法建模的正确性和可行性。     

基于霍尔元件的直线大位移测量方法

随着生产的不断发展,对直线大位移的测量提出了更高的要求.为此提出了一种以摆动式机械接触滚轮为基本原理,基于霍尔元件进行信号检测的直线大位移测量方法.该方法是一种直接以运动部件自身为静止参照物的自为基准测量方式,将两物体的相对直线运动转变为滚动轮的转动,霍尔元件检测滚动轮的转动角度和方向来计算位移.该方法具有结构简单、测量装置体积小、量程大及适应环境广等优点,有一定的应用价值.     

盘式永磁电动机振动与噪声特性的研究

通过对盘式永磁电动机三维磁场的计算,得出了盘式永磁电动机三维磁密分布.利用Maxwell应力张量法对气隙轴向电磁力进行计算,并对力密度进行谐波分析,用数值方法找到了产生轴向电磁力谐波的规律.电动机模态分析是确定电动机定子在轴向电磁力作用下是否发生共振的重要手段.文中用三维有限元法计算了5kW盘式永磁电动机的前10阶模态.为定子振动模态阶数与声辐射系数关系的研究及振动和噪声值的预估奠定了基础.最后,通过盘式永磁电动机噪声和振动的实验研究,验证了轴向电磁力波频率与振动模态频率的关系.     

基于霍尔元件的磁悬浮心脏泵转子径向位移检测

为实现人工心脏泵磁悬浮轴承转子位移的精确检测,利用ANSOFT/Maxwell 2D有限元软件,仿真了径向永磁轴承内永磁环位移变化对其空间外某点处磁感应强度的影响特性,得出二者间的数学关系;提出了一种基于霍尔传感器的磁悬浮轴承转子径向2自由度位移检测的方案,通过解耦处理得到径向2自由度位移量求解公式;通过有限元仿真软件验证了该径向位移检测方法的正确性。研究表明:基于霍尔传感器的位移检测方法操作简单,且能准确的检测到径向2自由度位移量。     

基于矩形永磁体磁场信息的6自由度微位移精密测量

利用矩形永磁体自身有规律分布的磁场信息,提出一种使用霍尔传感器阵列作为传感检测模块的非线性计算测量方案。该方法可实现空间六自由度的微位移精密测量,并能保证测量轴间的严格数学正交特性。此方案利用矩形永磁体分布磁场与空间位置间的对应关系,建立永磁体的磁感应强度空间分布数学关系B(X),作为测量模型,并设计均匀布置的霍尔传感器阵列检测空间磁感应强度B。然后,基于运动连续性原理,采用顺序求解法对测量模型B(X)进行快速解算。通过高斯白噪声条件下的500次蒙特卡洛仿真验证了此方案的可行性。试验结果表明,在微位移10 mm测量范围内,XY平动测量误差标准差小于80μm,Z向2 mm垂直位移范围内测量误差标准差小于10μm,转动?/6范围内测量误差标准差小于5 mrad。     

空心轴未装轴承的角度编码器

数控或电子同步轴越来越普遍地使用无框架电动机或密封式空心轴电动机 ,尤其在机床制造、印刷机械和纺织机械等行业。这对消除如同步齿形带等带来的机械传动误差 ,提高传动的位置精度 ,减小速度波动和提高传动的动态特性显得非常重要。也比较容易设计象附加轴、夹紧轴或各种轴系的信号线和电源线。这些电动机的位置编码器相应地需要特殊的设计。编码器的空心轴内径为 5 0mm。对于带摆动轴的机床旋转工作台轴 ,其轴径由 0 .5米到几米。设计人员希望将编码器内置于电动机或轴承中从而实现模块化。如果电动机轴承和测量轴达到一定的精度 ,编码…