月球天梯系统模型建立和太空舱运动的能耗计算

结合地球天梯的建造特点提出了一种月球天梯系统模型的建立方案,此模型的建立主要是用于太空旅游观光。在月球上的人们可以通过乘坐太空舱从月球基站出发,沿缆绳轨道到达太空站,进行一次短时间的太空旅行或者运输少量货物。在此模型的基础上该文还提出了一种太空舱的运行方式,以达到初步计算月球天梯系统中太空舱运动所需能耗的目的。在初步得到太空舱运动所需要的能耗之后,对如何供能太空舱也进行了简单的分析,对以后的供能方式进行了一个设想。     

用于科普展品的太空机械臂模拟系统开发

开发了一种太空机械臂模拟系统,它形象地模拟了宇航员通过太空机械臂维修太空舱上故障点的整个过程。根据太空机械臂的机构特点和寻找故障点方式,分别设计了一种3自由度的机械系统和控制系统。经过试验,整个系统运行平稳且安全,模拟效果良好。     

单自由度磁悬浮微动机器人的模糊控制系统研究

提出利用电磁铁的磁力作为机器人的运动驱动,利用这种电磁力的磁悬浮微动机器人不需要任何关节,结构紧凑,运动精度高。文中介绍了一种基于DSP的单自由度磁悬浮微动机器人的结构和工作原理,研究了磁悬浮机器人的运动控制系统,包括DSP系统、控制算法、软件结构,实验证明该系统能够较好地控制机器人的运动。     

采用线性二次最优的磁悬浮平台控制系统

对五自由度磁悬浮运动平台进行研究,在分析其结构特性的基础上,利用Lagrange方程,结合动力学和电磁学基本理论,建立了磁悬浮系统的数学模型,用最优控制理论中线性二次型方法对系统控制器进行设计,分析影响系统动态性能的主要因素,并用MATLAB进行仿真比较,结果表明,在选择合适的性能指标加权阵的情况下,系统具有良好的动、静态特性,满足磁悬浮平台对性能的要求.     

磁悬浮微动机器人的磁力及其运动特性分析

提出利用电磁铁的磁力作为机器人的运动驱动,利用这种电磁力的磁悬浮微动机器人不需要任何关节,结构紧凑,运动精度高。文中主要介绍了这种机器人的结构及其原理,推导了机器人的磁力特性以及运动特性,并通过单自由度磁悬浮实验台对运动特性进行了验证,实验证明推导的结果是正确的。     

车载飞轮电池磁悬浮刚性转子的数学模型

研究汽车运动对车载飞轮电池的影响以及车栽飞轮电池磁悬浮转子的受力分析,结合国内外研究现状,建立了车栽飞轮电池磁悬浮转子的数学模型。     

车载飞轮电池磁悬浮刚性转子的数学模型

研究汽车运动对车载飞轮电池的影响。以及车载飞轮电池磁悬浮转子的受力分析。结合国内外研究现状。建立了车载飞轮电池磁悬浮转子的数学模型。     

磁悬浮式纳米级微动工作台的理论分析与建模研究

磁悬浮式微动工作台由于运动平台和驱动机构采用非接触式的磁悬浮驱动技术而易于实现大范围纳米级精度的微运动。本文构建了一种新型的磁悬浮微动工作台，从理论上对磁悬浮式微动工作台的运动机理进行了详尽分析，建立了磁悬浮式微运动的电磁驱动模型，用Matlab对磁悬浮式微动工作台的运动控制进行了仿真研究，结果表明，设计的磁悬浮式微动工作台能达到纳米级的微运动。本文的研究成果为磁悬浮式微动工作台的设计及其控制提供了理论基础。     

磁悬浮回转体模型的建立及动力学分析

提出了一种新型的适用于回转体的磁悬浮装置,针对该装置的结构组成,在深入研究磁悬浮回转体的工作原理的基础上,运用电磁学知识阐述了磁悬浮模型的磁路设计方法和电磁力的计算过程,利用泰勒线性化方法,建立了系统的数学模型以及回转体的力学方程和运动方程,为进一步研究磁悬浮回转体提供了理论基础.     

水中人工心脏泵用磁轴承系统的模型及控制研究

提出水环境下磁悬浮血泵转子运动模型,将水对泵转子的作用等效成弹簧阻尼器,利用ADAMS与Simulink联合仿真;并针对水中磁悬浮血泵,通过分析并调整PD控制器的微分系数,实现在保证转子稳定性能的同时,改善转子位移信号。     

磁悬浮振动测试系统的混沌运动

磁悬浮振动测试系统在一定条件下存在混沌运动,直接影响系统正常工作.为了解磁悬浮振动测试系统的混沌特性,推导了磁悬浮球运动的动力学方程,并建立了磁悬浮振动测试系统的仿真模型.在光电增益、控制电路电压增益、电流增益和磁力系数不变的情况下,通过改变磁悬浮球控制系统微分参数、光电位移传感器安装位置和磁悬浮球初始位置项对振动测试系统的混沌运动特性进行了研究,得出了产生混沌的边界条件,最后得出了系统的最优参数.实验结果表明,在最优条件下,系统能够达到稳定工作.     

恒流源偏置磁悬浮轴承系统的功耗试验

恒流源偏置磁悬浮轴承结合了永磁偏置磁悬浮轴承的低功耗性和传统主动磁悬浮轴承的磁场可控性。为了验证恒流源偏置磁悬浮轴承的低功耗性,首先研究了恒流源偏置磁悬浮轴承的工作原理和理论静态功耗,然后使用了结构和性能参数基本相同的恒流源偏置磁悬浮轴承和传统主动磁悬浮轴承,利用高精度功率分析仪测量了两种磁悬浮轴承试验系统的静态功耗,试验结果表明,恒流源偏置磁悬浮轴承系统比传统主动磁悬浮轴承系统节约了40%左右的静态功耗,与理论计算基本一致。     

磁力轴承-转子-基础系统的耦合动力学分析

研究了基础运动对磁力轴承转子系统动力学特性的影响,结合转子运动方程和系统控制器的电学微分方程,分析了陀螺效应、传感器与磁轴承非共点安装对系统动力学性能的影响,建立了磁悬浮轴承-转子-基础系统的机电耦合动力学模型,应用所建模型对5自由度磁悬浮转子系统进行了动力学性能分析。结果表明,基础的支承刚度对转子的摆动频率及临界转速影响显著,该模型适用于5自由度磁悬浮轴承-转子-基础系统的动力学性能研究。     

磁悬浮运动平台的PID控制

磁悬浮运动平台采用磁悬浮技术将运动部件悬浮在运行导轨之上,从而实现平台的近零摩擦高速高精密运动.运用比例、积分、微分(PID)控制算法,通过选用合理的增益系数,对平台实现了精确悬浮控制和稳定性控制.实验结果与分析表明,基于PID控制的磁悬浮无阻尼结构的运动平台具有较好的稳定性和悬浮精度.     

磁悬浮微进给机构研究

导轨副的摩擦和磨损影响机构的进给精度 ,摩擦产生的金属粉尘使微进给机构不能满足超洁净制作环境要求。磁悬浮技术应用于微进给机构 ,可消除摩擦。结合直线电机能实现零传动的特点 ,分别设计了磁悬浮轴承形式和磁悬浮导轨形式的两种微进给机构 ,分析了它们的特点 ,阐明了进一步改善的方向。理论分析计算该微进给机构在垂直及水平方向的误差可控制在± 1 μm内 ,在水平方向能实现亚微米级进给精度     

磁悬浮纳米级步进扫描工作台CAD/CAE设计研究

采用CAD／CAE技术手段设计了一种新型磁悬浮超精密工作台，它是针对微电子行业IC芯片制造设备如光刻机而研制的快速步进、精密定位机构。利用磁悬浮技术将工作台悬浮在X、Y导轨上，消除了导轨的摩擦和磨损；直线电机无接触驱动实现了工件台的精密定位。用UG软件，构造了磁悬浮工作台的三维实体模型，并进行了机构运动分析仿真；用ANSYS软件进行了磁悬浮系统的电磁场分析，可得到磁通量密度，磁场强度，磁力，以及能量损耗和漏磁量；对磁悬浮工作台进行了有限元力学分析和结论优化，并结合实验测试，可使工作台在X、Y方向能量满足0．02μm的定位精度要求以及达到0．1μm调焦精度和3．0μrad调平精度的要求。     

微型振动能量采集器的抗磁悬浮结构分析

抗磁悬浮结构是微型振动能量采集器的核心结构,其由提升永磁体、悬浮永磁体以及上、下热解石墨板组成。该能量采集器主要通过悬浮永磁体的运动使感应线圈中的磁通量改变,从而将振动能转化为电能。为了研究悬浮永磁体对外界激励的响应情况,利用有限元仿真软件COMSOL Multiphysic ~(TM)4.4计算出悬浮永磁体在不同空间位置时所受的磁力与抗磁力,通过Matlab拟合工具箱得到磁力与抗磁力关于距离的非线性方程,结合磁力与抗磁力方程建立悬浮永磁体对外界激励响应的SIMULINK仿真模型,进而得到悬浮永磁体在外界激励下的运动规律,确定了悬浮永磁体的共振频率,同时对抗磁悬浮结构的倾斜状态进行了分析,得到了抗磁悬浮结构正常工作时所允许的最大倾斜角度。     

磁浮压缩机的原理及系统模型的研究

迄今为止,尚未见到磁悬浮技术在往复压缩机上应用的报道和文献.分析了传统卧式往复压缩机活塞连杆运动的规律,设计了一种集磁悬浮和线性驱动技术为一体的往复磁悬浮式压缩机机构,该机构利用作用于活塞连杆上的磁场力,使其力偶矩与连杆活塞的重力矩相平衡,使活塞对缸体的正压力趋向于零或等于零的理想状态,从而使摩擦副间的摩擦力达到最小.     

一种磁悬浮离心式心脏泵刚度与阻尼特性分析

针对一种磁悬浮离心式心脏泵系统的动态特性,需要分析其刚度与阻尼。为此,分析了径向永磁轴承和开关磁阻电机的径向力学特性,得到磁悬浮转子径向运动方程和控制系统框图; 并结合PD控制器,推导出系统径向刚度与阻尼数学表达式,最后通过实例仿真,得到径向刚度与阻尼特性曲线。研究表明,比例和滤波环节对系统动刚度、阻尼比和固有频率均有显著影响,且在低频段,微分系数与阻尼比近似成正比关系。上述研究为磁悬浮离心式心脏泵控制系统的设计和磁悬浮转子径向位移控制提供理论指导。     

保护轴承结构对垂直轴磁悬浮风力机主轴跌落轨迹的影响

以垂直轴磁悬浮风力机的支撑结构为研究对象,运用ADAMS机械系统动力学仿真软件。在对磁悬浮主轴结构各部件间的接触关系分析的基础上,建立垂直轴磁悬浮风力机主轴结构跌落仿真模型。通过建立3种不同磁悬浮主轴中保护轴承的结构模型,并对3种不同结构建立主轴跌落轨迹的运动方程;运用ADAMS进行跌落过程仿真,得出主轴跌落过程的运动曲线。主要对比了主轴在轴向方向的运动轨迹,直观的展现出保护轴承结构的不同对磁悬浮主轴跌落过程中的运动轨迹的影响,为研究垂直轴跌落分析,以及对磁悬浮支承结构的保护装置的改进与优化提供了理论参考依据。