径向高温超导磁悬浮轴承的端部效应分析

针对径向高温超导磁悬浮轴承轴向尺寸有限引起的端部效应会影响其轴向悬浮特性,提出一种基于H公式的二维有限元建模方法,对径向高温超导磁悬浮轴承的端部效应进行分析。首先,通过实验测试验证提出的有限元建模方法;然后,分别建立具有不同尺寸定、转子的径向高温超导磁悬浮轴承有限元模型;最后,得到不同尺寸的超导定子与不同极数的永磁转子下轴向悬浮力与位移的关系。结果表明,由于端部效应,随着超导定子分块数量的增加,轴向悬浮特性不断恶化;随着永磁转子极数的增加,轴向悬浮力最大值先提高后降低,最终趋于永磁转子无限长时的轴向悬浮力最大值。     

直线永磁磁通切换电机推力脉动抑制方法分析

直线永磁磁通切换(LFSPM)电机功率密度高,定子结构简单可靠,在长行程直线牵引场合具有很大的应用潜力。然而很多应用场合在要求直线电机具有高推力密度的同时也能够呈现较低的推力脉动。因此研究推力脉动的产生机理以及抑制方法是提升LFSPM电机应用潜力的重要手段。利用有限元软件对抑制不同成因推力脉动的方法以及这些方法的组合效果进行仿真比较,比较过程中,给出了一种的步进(错齿)位移选择方法,基于该方法,各结构在减小推力脉动的同时可以有效兼顾电机的输出推力平均值。最后对比较结果进行了分析和总结,得出有价值的结论。     

隐极式实心转子同步电动机端部系数的计算

从三维电磁场分析着手，通过引入波印亭向量，计算隐极式实心转子同步电动机的端部系数，推导了端部系数的计算公式，并经实例计算，证明了其正确性和实用性。     

端部效应对新型定子永磁型双凸极电机反电势的影响研究

研究了端部效应对两种新型定子永磁型双凸极电机(分别是磁通切换永磁电机和双凸极永磁电机)反电势波形的影响。这两种电机都为双凸极结构，并将磁钢嵌在定子上，采用集中绕组以减小端部长度。首先介绍了电机的基本结构和运行原理，在此基础上分析了基于传统二维有限元的电磁性能，并与采用一步三维有限元计算的结果做比较，发现了端部效应的存在和对电机性能尤其是反电势的影响。提出了一种简单快速的方法来量化端部效应，即通过定义一个端部漏磁系数修正二维计算结果以接近电机的实测结果。该方法取代了过去繁琐耗时的纯三维计算，具有相当高的精度且容易实现。样机的实验结果证明了其正行性，为研究永磁电机中存在的端部效应提供了一种切实可行的方法。     

身管受端部效应影响的主测试截面的选取原则

从身管的实际形态出发，分析讨论了自紧身管受端部效应影响时，阶梯圆柱段主测试截面的选取原则。其结果与圣维南原理定量判断相当。     

THE FEM ANALYSIS OF SHAFT UNDER THE NON-AXIAL SYMMETRICAL LOAD

The changes of stress and strain around the shaft under the non-axial symmetrical loads during the excavation are analyzed with the finite element semi-analytical method based on the separated variable method. The change laws of deformation and stress of surrounding rocks are obtained. Moreover, an optimum method of the design and construction of the shaft lining is developed, which presents a new train of thought of the design and construction of the shaft and has important theoretical value and extensive application prospects.     

Robustness-tracking control based on sliding mode and H∞ theory for linear servo system

A robustness-tracking control scheme based on combining H∞ robust control and sliding mode control is proposed for a direct drive AC permanent-magnet linear motor servo system to solve the conflict between tracking and robustness of the linear servo system. The sliding mode tracking controller is designed to ensure the system has a fast tracking characteristic to the command, and the H∞ robustness controller suppresses the disturbances well within the close loop( including the load and the end effect force of linear motor etc. ) and effectively minimizes the chattering of sliding mode control which influences the steady state performance of the system. Simulation results show that this control scheme enhances the track-command-ability and the robustness of the linear servo system, and in addition, it has a strong robustness to parameter variations and resistance disturbances.     

抑制永磁直线电机推力波动的电流补偿控制策略

针对高档数控机床进给系统用永磁直线电机特有的端部效应所引起的推力波动问题，在实验校正的基础上，利用有限元分析方法计算出推力波动曲线，建立了以次级位置θ_r和给定电流i_q为索引量的电流补偿模型和补偿表，构造了基于TMS320LF2407A的永磁直线电机推力波动电流补偿控制实验系统，实现了二维补偿表的数字存储和补偿电流的快速查表.进行了补偿与不补偿的对比实验.实验结果表明该方法可使由端部效应推力波动引起的速度波动率显著降低，验证了基于已知补偿模型的快速查表电流补偿控制策略的可行性和有效性.     

可抑制端部效应的平面磁场式直线时栅位移传感器

针对前期研制平面磁场式直线时栅位移传感器存在的端部效应致使匀速运动坐标系均匀度降低的问题,提出了一种抑制平面线圈端部效应的方法,构建均匀性更高的交变磁场,并研制出了一种可抑制端部效应的新型平面直线时栅位移传感器。建立了平面线圈励磁数学模型,分析端部效应对均匀磁场的影响程度,提出了双层互补式激励线圈结构抑制端部效应方案;建立了新型平面直线时栅位移测量模型,采用空间正交的双列激励单元,实现了行波信号的合成并通过仿真验证了方案的有效性;建立了仿真模型,分析端部效应对传感器测量精度的影响,并优化传感器参数;基于PCB工艺制造了量程为228 mm的新型传感器样机并与传统传感器样机展开了对比实验,实验结果表明,新型平面直线时栅位移传感器能够有效地抑制传感器的端部效应,提高测量精度,传感器对极内原始测量精度从±20μm提高到±10μm。     

永磁直线同步电机端部效应及其补偿技术

针对高精度数控机床用的交流永磁直线同步电机(PMLSM)伺服系统，分析研究了PMLSM的端部效应对直线伺服系统跟踪性能的影响，并在此基础上引入学习前馈控制(LFFC)补偿技术.学习前馈控制是一种反馈误差学习的控制形式，其包含反馈控制器和采用函数逼近器的前馈控制器两部分.在系统和扰动定性知识的基础上，设计了基于B样条网络的学习前馈补偿控制.仿真结果表明，该方案有效地克服了永磁直线同步电机特有的端部效应所产生的推力波动对系统的影响，实时补偿端部效应引起的非线性时变扰动，提高了系统的伺服精度.