零刚度磁悬浮重力补偿器的分析与改进

零刚度磁悬浮重力补偿器（ZMLGC）工作在零刚度点附近,用以平衡重力并实现超低频隔振。但是,随着ZMLGC的运动其轴向刚度增加显著,制约了隔振性能。为有效减小工作行程内轴向刚度的变化,首先基于等效电流模型分析了零刚度生成原理。然后,利用椭圆积分建立了ZMLGC的磁场和电磁力解析模型,并在MATLAB中编程实现。提出了不等厚的动子拓扑结构以改善气隙磁场分布,结合解析模型和有限元模型进行了结构参数设计计算。最后,搭建样机进行了静态和动态实验。结果表明,在±1 mm工作行程内,ZMLGC的最大刚度降低了四倍,达到10 N/m。     

考虑永磁磁链谐波影响的直线永磁无刷直流电机矢量控制方法

针对直线永磁无刷直流电机(linear permanent magnet brushless DC motor,LPMBDCM)电磁力纹波及齿槽力影响的最小化控制,该文根据推导得到的表示为电流矢量及永磁磁链导数矢量点积形式的电机推力方程,得出了任意反电动势(back-electromotive force,BEMF)波形表面式永磁(surface- mounted permanent magnet,SPM)电机的矢量控制原理：定向控制电流矢量于永磁磁链导数矢量方向,通过控制电流矢量长度可获得最大效率线性推力(或转矩)控制。考虑永磁磁链谐波对永磁磁链导数矢量幅值及相位的影响,通过引入d￠q￠轴坐标系,提出一种id￠=0的非正弦波BEMF SPM电机矢量控制新方法,结合齿槽前馈补偿可以实现非正弦BEMF SPM电机的最小推力纹波最大效率控制。建立了基于有限元的LPMBDCM 精确相变量模型,对比脉宽调制(pulse width modulation,PWM)电流控制、id￠=0矢量控制的仿真效果,验证了该文方法的有效性。id￠=0矢量控制为非正弦波BEMF SPM电机提供了一种高性能控制新方法。     

大推力永磁同步直线电机高抗扰控制系统设计

针对大推力长行程永磁同步直线电机系统存在的较强的电气干扰及周期性推力扰动,该文进行了具有高抗扰性能的永磁同步直线电机控制系统设计。介绍了永磁同步直线电机数学模型及矢量控制原理;采用DSP+FPGA+IPM的系统架构进行了硬件设计,设计了抗扰性能强的IPM差分驱动电路及IPM保护信号滤波电路;考虑永磁同步直线电机由齿槽效应和端部效应导致的周期性推力脉动及运动的重复性,设计了重复PID速度控制器;与传统矢量控制进行了实验对比,结果验证了所设计系统的有效性。     

点光源测头光束方向的标定

指出在采用点光源测头测量物面测点坐标时 ,因光束方向相对于机床坐标系的安装偏角而引起的测量误差问题。提出了一种标定光束方向的方法。设计 V形块做标定的靶标平面 ,通过在 V形块随各坐标轴做等距移动时采样 ,实现了点光源测头光束方向的标定。给出了标定光束方向后的测点坐标计算方法。并设计了仿真程序验证了该方法的可行性。仿真结果表明 ,当测头精度为 0 .0 1m m,光栅尺对机床位移的检测精度为 0 .0 0 2 mm时 ,光束方向的标定误差可以控制在 0 .1mrad的水平     

用AutoCAD获取仿真系统的三维模型

本文通过阐述ＶｉｓｕａｌＣ＋＋读取ＡｕｔｏＣＡＤ图形系统三维图形文件ＤＸＦ的原理和方法，说明了利用ＡｕｔｏＣＡＤ实体造型功能拓展Ｃ＋＋语言的三维建模能力，是一种在计算机仿真系统中值得推广应用且简便易行的方法。     

力矩电机的弱磁控制策略

介绍了力矩电机直接传动在起重机提升机构中的应用,针对提升机构的快速下放控制,分析了力矩电机弱磁调速控制原理以及影响其运行范围的主要因素,考虑dq轴电流环限幅参数的影响,提出了一种基于改进电流环的电压外环弱磁控制策略。结合空间矢量脉宽调制(SVPWM)过调制算法,进一步扩大了弱磁调速运行范围。最后利用STM32微控制器实现了力矩电机弱磁调速控制系统,并通过实验验证其有效性。     

比例流量阀的特性测试与实验建模

根据等温容器充/放气法原理,搭建了比例流量阀的特性测试平台。对测试所获得的实验特性曲线,用小孔质量流量的近似公式加多项式修正的方法进行曲线拟合,建立了描述比例流量阀特性的实验模型。所介绍的测试方法测量装置简单,测试成本低。所建立的实验模型已运用在减振器主动控制系统中,具有良好的控制效果。     

数字化智能排绳器的设计

针对应用于煤矿开采小绞车中的传统排绳机构不能长时间连续有序排绳、容易造成钢丝绳磨损甚至断绳的问题,设计了一种新型数字化智能排绳器,阐述了排绳器的基本结构、工作原理以及重要部件设计,详细分析了PID控制和前馈控制算法的实现。该排绳器采用数字化智能控制技术,实现了实时精确跟随、准确及时自动换向与误差实时补偿功能。数字化智能排绳器在煤矿小绞车中的应用实例验证了其具有良好的排绳效果。     

高性能洛仑兹电机驱动器的研究

以洛仑兹电机为例,研究了带宽至少为3 kHz,电流控制精度达为0.1 mA的高性能驱动器.介绍了洛仑兹电机的工作原理,并建立了电机的数学模型.在此基础上,对洛仑兹电机驱动器的电流控制电路、H桥驱动电路、LC滤波电路以及电流反馈电路进行了设计,并建立了各电路的数学模型.对驱动器进行了频域仿真和时域实验分析.     

三维表面重建中明暗处理算法研究与应用

在研究了Gouraud和Phong明暗处理算法的基础上,综合Gouraud处理速度快、被OpenGL支持的两大优点和Phong对法矢进行插值优化的思想,提出了一种快速G—P明暗处理算法。这种算法在对已有的三角网格进行三角Bezier细分的基础上,仅对细分后的子三角形顶点进行法矢二次插值优化,细分后的子三角形的真实感显示仍旧采用Gouraud明暗处理来改善效果。将此算法应用于伽玛刀治疗计划系统中,取得了好的三维重建显示效果。