高效能双线圈音圈电机的设计与分析

针对圆筒型音圈电机轴向充磁永磁体利用率低的缺点,提出应用双层Halbach永磁阵列和双线圈的方式对音圈电机结构进行改进.通过有限元法分析音圈电机中永磁体充磁角度、气隙宽度及永磁体厚度等结构参数对永磁体气隙磁通密度的影响.根据仿真结果对音圈电机的磁路结构和线圈结构进行改进,改进后的音圈电机在保证推力的同时可使磁体利用率提高53%,证明提出结构具有高效性.     

音圈电机驱动型快速控制反射镜机械结构研究

针对音圈电机驱动型快速控制反射镜(简称"快反",下同)系统,阐述了直线式和回转式音圈电机的结构组成、功能特性以及用于快反系统的关键技术.分析了目前快反系统常用结构形式(X-Y框架式和柔性无轴式)的组成和工作原理;在时比传统型快反系统机械结构优缺点的基础上,提出了新型球面副支撑式结构.新型结构既无复杂轴系,又实现了刚性支撑,转角范围大、承载能力强,且对振动、冲击、回转等工作环境具有较强的适应性.     

精确定位的高带宽新型音圈电机驱动器研究

为了在极高磁道密度（TPI）的硬盘中快速寻道定位、读取数据,研发了一种新型高带宽驱动器组件.该新型高带宽驱动器的音圈电机（VCM）具有独特的音圈结构和磁极（体）排列.在电磁设计中,应用三维有限元分析法（FEA）对一些关键电磁参数及主要结构尺寸进行了优化;预测了系统的动态性能.分析表明,新型音圈电机驱动器产生的电磁力形成了纯力矩,降低了轴承和轴上的反作用力,与传统驱动器相比,更好地抑制了影响伺服带宽的横向准刚性体震动模式（QR模式）,使驱动系统能在高TPI下快速跟踪和精确定位.实验测试了系统的频率响应特性,与理论设计符合得较好.     

利用数字图像处理技术实现音圈电机运动检测

为了精确分析音圈电机的运动（特性）规律,运用IMPERX公司生产的高速相机,采用非接触式测量的方法;运用数字图像处理技术,在MATLAB平台上通过追踪特征点的运动轨迹,实现音圈电机运动的精确测量,并分析其运动特性.实验结果表明,音圈电机直线运动特性较好,视频运动分析可行.     

大功率动磁式音圈电机优化及试验研究

针对音圈电机的大功率应用场合,设计了一种动磁式音圈电机。电机最大推力可达到2000 N。利用Matlab优化程序包,采用非线性约束最小化优化方法,以力密度为目标函数,对电机进行了参数优化,并对优化结果进行了分析和ANSYS仿真验证。仿真结果表明优化方法可行。设计试验平台,对样机进行了静力学试验研究。试验结果表明,电机推力满足应用要求,可作为一种大推力电机投入工业应用。     

微恒力位移传感器的动态特性测试

分析了由一个高分辨率的电感和音圈电机组成的微恒力位移传感器的结构,论述了传感器的动态特性测试和数字仿真方法,给出了测试和仿真的结果.     

数字伺服聚焦非接触位移传感器的研究

研究了一种以整体线切割设计的音圈电机为驱动的聚焦式位移传感器,它具有很好的静动态特性.音圈电机采用两次精确找焦的方法得到焦点的位置,利用数字伺服控制方法,对于不同的材料表面及有一定角度的表面检测失焦时进行特殊处理,使得该传感器能够精确快速找到焦点.     

沟槽对O形圈密封结构性能的影响

建立了O形圈密封结构的分析模型,研究了安装于不同密封沟槽中O形圈的接触应力及Von Mises应力与密封流体压力之间的关系,确定了不同密封沟槽形式应用的合适范围,为同类密封结构设计提供了一定参考.     

硬盘两级伺服磁头定位系统的建模与仿真

为了实现更快捷和精确的硬盘磁头定位,在硬盘固有的音圈电机上附加一个压电微激励器,从而构成了硬盘两级伺服磁头定位系统.要对这种定位系统进行研究,就必须建立系统物理模型.将系统等效成一个三自由度的弹簧滑块模型,并对该模型进行了仿真研究.仿真结果表明,这种模型能很好地反映系统的内部结构,这为以后磁头精确定位控制的研究提供参考.     

基于动态滑模的微定位平台轨迹跟踪控制

音圈电机驱动的微定位平台作为高精密度运动平台,被广泛应用于精密加工、微机电等领域.针对音圈电机驱动的微定位平台的高精度平稳跟踪控制问题,结合归一法和理论建模的参数建立具有参数不确定性的二阶微分方程数学模型,以柔性机构实际位移作为输入,平台控制率作输出;鉴于模型参数不确定的特点,通过建立误差的二阶滑模面,提出基于动态滑模的微定位平台跟踪控制,通过李雅普诺夫稳定性理论获得系统稳定的结论.通过平台试验对比分析提出的控制算法,结果表明提出的动态滑模控制算法在保证较小抖振的前提下,都能完成轨迹跟踪,跟踪精度比传统滑模提高13.4%和4%,且跟踪更平稳,具有良好的工程前景.     

SMA摆动驱动器的响应速度分析及实验研究

根据SMA弹簧电热驱动原理,对SMA弹簧的响应速度进行了仿真和分析,并通过实验对一种用于水下仿生推进的SMA弹簧驱动器进行了研究。结果表明,驱动器的响应速度与驱动电流、冷却速度、预变形等有关。加大驱动电流、提高冷却速度可以提高驱动器的响应速度,这与仿真计算结果在趋势上基本一致。此外,驱动器的响应速度受到预变形量的影响,适当的预变形量可以提高驱动器的响应速度,但预变形不能过大,否则会产生不可回复变形。     

A New Type of Automotive Braking Actuator for Decentralized Electro-hydraulic Braking System

This paper presents a new type of automotive braking actuator for a kind of brake-by-wire system called decentralized electro-hydraulic braking system （DEHB） to replace the traditional automobile braking system. The actuator of this system is driven by an electrical motor instead of the conventional vacuum booster to make the brake pressure be linearity controlled quickly. Therefore, the system has the advantages of quick response speed, good control performance and simple structure. Firstly, an overview of the actuator and the whole DEHB system is shown. Secondly, the possibility of this new kind of actuator working for the system is ensured based on some braking theories. Thirdly, the appropriate dynamic simulations are done to get some results to show the relations of different parameters and the effect of braking. Eventually, the proper parameters are determined to build a test bench which shows that DEHB system can achieve the maximum pressure of 13 MPa within 100 ms after parametric optimization, and meanwhile, the actuator is able to reduce pressure quickly after maintaining high pressure. All of the bench test results can meet with the design requirements and real demand of vehicle and this actuator may improve vehicle braking effect in the future. Besides, this actuator can be widely applied to the regenerative braking system because of its linear braking performance.     

最少拍数字控制改善磁致伸缩微小位移机构动态特性

本文介绍一种新的适用于快速动态过程的磁致伸缩微小位移机构及其计算机数字控制实验系统;求出磁致伸缩微小位移机构系统的传递函数,并对利用计算机数字校正来进一步改善机构系统的动态特性进行了分析和实验。结果表明,该机构系统不仅适用于镜面车削时作精密微量进刀,而且还可以应用在误差动态补偿系统中作执行机构。     

高频驱动超磁致伸缩致动器的磁场设计与分析

针对超磁致伸缩致动器集中于静态与准静态领域的不足,开发设计出一款用于高频驱动的超磁致伸缩致动器。建立完善用于高精度励磁场的轴线磁场强度、三维空间磁场强度的ANSYS模型,完成励磁场均匀度分析,为高频磁场的设计提供理论基础。     

低密度聚乙烯装置排料系统气动球阀的改进

分析了影响低密度聚乙烯装置核心反应的排料系统(PDS)气动球阀平稳运行的因素,通过选择合理的结构及材质,优化排料时间等措施,提高了执行机构及阀体的使用寿命,减少了气动球阀的故障.     

Research of the algorithm of the closed-loop control system to control the piezoelectric actuator

The piezoelectric actuator has been widely used in precision instruments and precision control. However, hysteresis, nonlinearity and creep exist in the actuator, which limit actuator applications and affect accuracy. This thesis introduces fuzzy control as the algorithm of a closed-loop control system to control the piezoelectric actuator. Fuzzy control can make this closed-looped system not only have high linearity, repeatability,accuracy and few overshoot, but isalso easily used.     

压电效应的高阶效应在传感器、执行器中的应用研究

压电体机电耦合过程中的正、逆压电效应原理已被广泛应用于传感器与执行器中,压电类传感器与执行器在应用过程中出现了一些较严重的问题,如非线性问题.由于大多数压电晶体都具有非线性性质,尤其是压电陶瓷,非线性与迟滞特性是其固有特性.讨论压电体的非线性特征,并通过实验验证高阶压电效应对压电传感器和压电执行器的影响及其矫正与补偿方法,从而在工程应用中利用其原理提高传感器与执行器的测量与控制精度.     

神经网络补偿的挠性卫星敏捷姿态机动

采用单框架控制力矩陀螺( SGCMG)作为主要执行机构,研究了挠性卫星的敏捷机动问题．首先,为 挠性卫星建立带有时变参数及模型不确定性的刚柔耦合动力学模型;配置控制力矩陀螺／飞轮混合执行机构 以满足敏捷卫星快速机动和高精度的任务需求．然后,设计积分型变结构控制律,并利用神经网络补偿器逼 近不确定项,消除卫星挠性耦合特性和模型不确定性对系统的影响,最后,对算法进行了仿真验证．结果表明 所设计的控制系统能够在执行机构不产生奇异的前提下,有效地抑制挠性附件的振动,使卫星在外界干扰及 模型不确定性的影响下,快速达到要求的指向精度和稳定度     

火箭弹滚转角测量方法研究

为了对火箭弹实施某种控制以达到减小火箭弹射弹散布和增加射程的目的,需要实时测量火箭弹滚转角度.本文比较了二加速度计法、四加速度计法和感应线圈法等三种火箭弹滚转角测量方法,并详细地分析了该方法的测试原理误差.这些方法的共同特点是数据处理过程简单,适合实时测试的要求,测试系统结构简单,容易实现低的成本和高的工作可靠性.