手术机器人中超声波电机磁共振兼容性研究

针对磁共振环境对手术机器人中超声波电机兼容性的要求,建立了基于RF线圈的信噪比计算模型;构建了用于文中测试的超声波电机控制系统;获得单超声波电机平行与垂直安装方式和多超声波电机混合安装方式的磁共振图像和信噪比。结果显示,平行安装比垂直安装方式获取的磁共振图像质量高;多超声波电机使用场合须保证电机与扫描中心的安全距离,避免电机垂直安装;在无法改变安装方式的场合,设计自动旋转调整的安装方式有利于提高兼容性。     

新型两相TFPM两种控制方式的建模与仿真研究

横向磁场永磁电机具有高转矩密度等优点,但其转矩脉动严重地影响了输出转矩特性。提出一种改进的直接转矩控制方法,通过增加电压矢量数量及磁链区域的进一步细分,并重新设计开关表,改变定子磁链和转矩的估测模型及磁链角的获取,使开关频率增加,模型更加精确,转矩脉动减小,电机得到平稳运行。构建横向磁场永磁电机控制系统仿真模型,并与电流滞环跟踪控制进行对比分析。研究结果表明,改进的直接转矩控制减小了转矩脉动,增加了负载转矩和转速最大值,使横向磁场永磁电机工作性能得到提升。     

新型横向磁场永磁电机敛磁分析

由于横向磁场永磁电机具有低转速、高转矩密度的特点,在电机领域被广泛研究,然而由于其结构特点和其它因素的存在,使电机的漏磁大、功率因数偏低,降低了横向磁场永磁电机的性能。提出了一种新颖的敛磁结构,并应用于横向磁场永磁电机模型中,该结构不用增加电流密度或改变气隙大小就可以提高转矩。研究表明该敛磁结构具有很好的敛磁效果,极大地减少了极间漏磁,从而可以提高横向磁场永磁电机的工作性能。     

新型盘式横向磁通电机三维等效磁路研究

横向磁场永磁电机具有低转速、高转矩密度特点,在介绍横向磁通永磁电机发展的基础上,针对电动车轮毂驱动设计一种新型盘式横向磁通电机,通过三维有限元和三维磁网络法分析了磁通磁阻,建立了磁路模型,研究新型盘式电机磁阻对气隙磁密的影响,并对样机气隙磁密分布进行计算,平均气隙磁密与有限元仿真分析结果基本一致。研究表明所提出拓扑结构的合理性和研究方法的正确性。     

混合系统故障诊断的模态转换自适应阈值研究

混合系统是既有连续变量也有离散事件的复杂的动力学系统,混合系统中的模态转换及参数不确定性可引起残差突变,原因是不同的模态下有不同的元件参与,采用常数阈值或常规自适应阈值往往造成误诊和漏诊。通过搭建混合系统键合图诊断模型,在对参数不确定性进行区间估计的基础上,运用线性分式转换构造模态转换自适应阈值,解决混合系统故障诊断中的误诊和漏诊问题。通过车辆转向系统的故障诊断进行实例分析及检验,实验结果表明所提算法的正确性和可行性,为混合系统故障诊断提供了新的解决方案。     

新型横向磁通电机设计及其自定位力分析

横向磁场永磁电机具有低转速、高转矩密度的特点,文章在介绍横向磁通永磁电机的基础上,针对电动汽车轮毂设计了一种新型盘式横向磁通电机,其结构简单,成本低,显著特点在于充分提高了永磁体和轮毂空间的利用率。随后,对样机模型进行了自定位力三维有限元分析,并计算了新型样机的自定位力矩,给出了实验数据,并与有限元仿真结果对比分析,表明该理论研究方法的有效性和样机制作的合理性、正确性,为进行深入研究奠定了基础。     

四相平板式TFPM模糊PID控制系统的设计

针对四相平板式横向磁场永磁电机非线性、时变性的特点,采用单一传统的PID控制无法达到满意的控制效果,提出了一种复合控制即模糊PID控制算法。借助于模块化建模仿真工具搭建系统仿真模型,进行模糊PID与传统PID控制的对比研究,仿真结果表明模糊PID控制精度高,动态响应速度快,静态误差小,对外部扰动(负载扰动)具有很强抑制能力并且对电机参数变化也具有较强的自适应性。解决了四相平板式横向磁场永磁电机非线性、时变性特点的控制问题。     

导线脱冰振动的模拟实验研究

在实验室模拟孤立档单导线的脱冰振动现象,针对导线的整档脱冰和部分脱冰情形,通过改变导线的覆冰厚度、悬跨比、脱冰量和脱冰位置等,研究不同工况下脱冰导线内张力的变化规律。研究表明:随着覆冰厚度的增加、悬跨比的减小和脱冰量的增加都会增大导线的脱冰响应;与脱冰前导线静态张力相比,部分脱冰产生的动态张力可能超过此静态张力,而且脱冰位置越靠近导线端部,这种现象表现的越为明显。     

新型四相平板式TFPM自定位力矩研究

针对横向磁场永磁电机(TFPM)普遍存在的自定位力矩大的问题,提出了一种新型四相平板式TFPM结构。利用ANSYS三维电磁场单元对电机模型的自定位力矩进行有限元分析,得到电机单相自定位力矩随转子旋转角度的变化曲线。通过傅里叶变换求得到使电机总体自定位力矩最小的定子错开角度,绘制了这种情况下电机总体自定位力矩变化曲线。对样机的单相与整体自定位力矩的最大值进行了测量,实验结果表明:四相定子依次错开45°电角度时电机整体自定位力矩峰值明显降低。     

基于输入整形技术的吊车系统防摆控制

针对传统吊车防摆闭环控制方法存在的控制器设计相对复杂、控制效果不理想、不易实现等问题,提出了一种基于经典控制理论与前馈输入整形技术相结合的控制技术。首先,对吊车系统进行建模并简化数学模型,采用经典控制理论设计吊车的伺服控制系统。其次,在吊车伺服系统的基础上,引入输入整形技术设计吊车系统的ZV输入整形器。最后,通过MATLAB仿真验证所提出控制技术的有效性。