弹道修正机构永磁电机的仿真设计及应用测试

依据弹道修正基本原理,对弹道修正装置的气动布局进行分析.完成了弹道修正机构中永磁电机的设计,并对永磁电机齿槽力矩的影响因素进行分析.通过仿真,减小硅钢片槽口宽度可以减小永磁电机的齿槽力矩.利用应变式测力装置,对永磁电机的力矩实际测量可知,修正弹飞行在可修段时永磁电机的力矩大于风阻力矩的20%.结果表明,设计的永磁电机能够满足对舵机的精确控制要求.     

弹道修正执行机构中电机的控制方法研究

针对高速旋转稳定炮弹实现了低成本二维弹道修正技术.依据弹道修正原理和对电机控制方法的分析,提出了在电机回路串接电阻的方案.通过对实验样机建模、驱动电路设计、控制算法研究及程序编写,进行了系统的控制实验.结果表明,该方法可以满足修正控制要求,对二维弹道修正技术的深入研究具有重要的参考价值.     

高精度电机测速装置的研究与设计

本文基于当前离心式转速表电机转速测量方法中存在的测量精度不高的问题,设计采用STM32硬件平台,采用电感式接近开关做数据采集,电机转速实时通过蓝牙,当电机转动时电感式接近开关输出信号有杂波以至于单片机没法处理,针对此问题,研究设计了一款单电源低通滤波电路和施密特整形电路,完成了一款高精度的电机转速测量装置,经过实验测试,该装置测量精度高,测试误差降低到了0.5％以内,该成果已在实际项目中得到了应用.     

使用无线电引信弹道监测技术进行弹丸转速测试

文章介绍了使用竖环天线型无线电引信和弹道监测接收设备进行外弹道弹丸转速测试的工作原理;并结合多次外场转速测试试验的实际经验,介绍了地面接收站的布站、无线电引信信号的接收以及转速数据的采集、分析和处理方法.对弹丸转速测试的应用技术进行了比较深入的研究.     

多轴车辆测功试验台多电机转速同步控制方法研究

针对多轴车辆测功试验台电机加载时的转速同步控制方法进行研究。分析车辆传动系统中常用机械传动元件的动力学特性,给出理想动力学模型。通过对模型进行不同排列组合,获得多轴测功试验台理想动力学模型。当车辆传动系统中存在足够数量的轮间、轴间行星齿轮差速器时,发现试验台的理想模型由独立电机模型组成,且各电机模型间不存在耦合关系。据差速反馈思想,提出用于试验台加载的转速同步控制策略,以保证试验系统各电机加载时转速同步性,并通过计算机仿真对差速控制策略的同步控制有效性进行验证。     

PWM调速在转速标准装置中的应用研究

介绍了转速标准装置的组成及工作原理,并研究了基于PWM的步进电机调速。设计了PWM调速的硬件电路及软件程序,并进行了现场试验。对于转速标准装置来说,步进电机调速关系到其性能的优劣。PWM具有调速精度高、范围宽、响应速度快和耗损低等特点,已成为步进电机最主要的调速方法,因而具有一定的先进性与通用性。     

电机转速检测方法与误差分析

在风力发电及伺服控制系统中，为了更有效的对电机进行控制，必须实时监控电机转速。本文首先分析了现有的几种转速检测方法及优缺点，并选取一种方法进行了误差分析，研究表明电机转速测量误差主要来源于时间误差和角度误差。最后，实验装置的数据表明，本文所做的误差分析是合理的。     

基于最小值原理的一维修正弹弹道优化

在研究弹道优化的过程中,采用Pontryagin最小值原理与一维修正弹数学模型相结合的方法,对一维修正弹进行弹道优化.在标准气象条件下,弹丸所受切向过载的大小直接决定着弹丸速度的变化,继而影响着弹丸的修正能力,故选取合适的切向过载可以有力打击目标.通过Matlab仿真软件,得到了弹丸切向过载、射程、射高、飞行速度以及弹道倾角的变化规律,同时验证了弹丸的修正效果.仿真结果表明,最小值原理与一维修正弹数学模型相结合的方法是解决弹道优化的一种有效途径.     

带柔性静子结构高速转子支承刚度修正方法

针对某涡轴发动机带柔性过渡段悬臂动力涡轮转子支承刚度的修正方法开展研究。以动力涡轮模拟转子为研究对象,建立了转子的有限元分析模型,基于SAMCEF分析软件计算得到了转子的前三阶临界转速和振型,在高速旋转试验器上完成了全转速范围内的动力特性试验,分析确认了柔性过渡段是导致模拟转子前两阶临界转速存在较大计算误差的主要原因,基于临界转速试验结果,提出了一种转子支承刚度的修正方法并对模拟转子的支承刚度进行了修正,推算得到了柔性过渡段的横向刚度。其次,以真实动力涡轮转子为研究对象,按修正方法对真实动力涡轮转子的支承刚度进行了修正,支承刚度修正后其前两阶临界转速的计算误差大幅减小,验证了该修正方法的正确性,修正后的计算模型很好地反映了真实转子的实际情况。研究工作对类似高速转子支承刚度的修正有重要的指导意义,可有效提高航空发动机带柔性静子结构高速柔性转子的建模精度。     

弹头引信用内置式涡轮机构转速特性的试验研究

内置式涡轮机的转速特性是影响引信解除保险距离的关键因素。本文建立了一种用于弹道空气动压力模拟、检测弹头引信用内置式涡轮机构转速特性的试验系统。由气源的不同风压模拟引信在实际弹道上所承受的不同空气动压力，采用激光反射式转速测量方法实现涡轮机构转速变化规律的非接触测量。藉此，检测并研究了实际内置式涡轮机构的对应不同风速的转速特性。气动模拟试验结论与射击试验的结果吻合，为引信的设计提供了科学依据。     

定子永磁型高速电机凸极转子强度分析

定子永磁型电机具有转子上既无永磁体也无绕组、功率密度高、效率高等优点,因此非常适合在高速下工作。然而由于凸极转子复杂的几何形状,对其强度进行分析只能采用有限元法等数值方法。基于弹性力学理论,建立了凸极转子强度的解析分析模型。分析了凸极转子的载荷分布,在此基础上,基于平面应力模型和应力函数法,推导了定子永磁型电机凸极转子的应力及变形的解析解;用有限元法对解析解的有效性进行了验证;分析了凸极转子的凸极高度及形状对转子强度的影响。结果表明,建立的凸极转子强度解析解在转子应力最大区域内的计算结果与有限元法的计算结果完全吻合,能够对定子永磁型高速电机凸极转子的最大应力进行精确分析,可为定子永磁型高速电机的转子设计提供支持。     

考虑温升梯度影响的表贴式高速永磁电机转子强度分析

针对非导磁金属护套表贴式高速永磁电机的转子强度分析问题,基于弹性力学的平面应力模型,采用极坐标下的位移法,推导了考虑静态过盈量、转速以及转子温升梯度影响的转子强度解析解,并通过有限元仿真和试验验证了解析解的有效性.在转子强度解析解的基础上,进一步研究了护套厚度、静态过盈量、转速及转子温度等参数对转子应力的影响.仿真及试...     

三瓦双向箔片轴承-高速电机转子系统动力学研究

以10 kW,120 000 r/min的超高速永磁同步电机为实验样机,对三瓦双向箔片轴承-电机转子系统动力学行为进行实验研究.分析了三瓦双向箔片轴承的承载特点,在对轴承刚度和阻尼系数适当简化的基础上,计算了弹性支撑时的转子锥动模态频率和平动模态频率.在样机上进行了30 000 r/min,60 000 r/min的升...     

电动车驱动用永磁同步电机力矩特性的研究

对影响内置式永磁同步电机转矩特性的三个关键设计参数——永磁体宽度、定子绕组匝数及转子铁心外形进行了研究。以具体样机为例,分析了定子绕组匝数、永磁体充磁方向长度和转子外形对转矩特性的影响。分析结果表明：永磁体宽度接近于整数倍定子齿距可降低负载脉动转矩;采用偏心分段圆弧法优化转子外形有利于提高电机的转矩特性。通过实验验证了理论分析的正确性。     

Sensorless interior permanent magnet synchronous motor drive system with a wide adjustable speed range

The authors propose a novel extended flux estimating method for an interior permanent magnet synchronous motor. By using the proposed method, an extended flux can be systematically derived. Then, the shaft position and speed of the motor can be obtained. Starting from a standstill and at a low-speed range control, a current-slope estimating method is used to replace the extended flux method because the estimating extended flux decreases as the motor speed is reduced. By combining the extended flux and the current-slope estimating methods, the interior permanent magnet synchronous motor drive system can be controlled in a wide range with satisfactory performance. The adjustable speed range is from 1 to 2000 r/min. In addition, the system performs fast transient responses and good load-disturbance responses. Moreover, a sensorless position control system has been well developed based on the speed control drive system. A TMS 320LF2407 digital signal processor is used to execute the rotor position estimation, rotor speed estimation, current-loop control, speed-loop control and position-loop control algorithms. The hardware circuit therefore is very simple. Several experimental results are provided to validate the theoretical analysis.     

基于电流解耦的表贴式永磁同步电机无源控制研究

为了提高表贴式永磁同步电机的电流环频率响应能力和转速响应性能,针对其无源控制器设计过程中因d轴、q轴电流存在耦合而造成期望互联矩阵未知参数过多的问题,结合电压前馈解耦控制,提出了一种基于电流解耦的无源控制器新型设计方法。首先,根据能量平衡原理和电压前馈解耦控制,构建基于电流解耦的表贴式永磁同步电机端口受控耗散哈密顿系统（port control Hamilton system with dissipation, PCHD）模型。然后,通过互联和阻尼配置的无源控制（interconnection and damping assignment passivity-based control, IDA-PBC）方法,完成表贴式永磁同步电机无源控制器的设计,并在设计过程中引入了电压前馈解耦控制,消除了d轴、q轴电流的耦合关系,使期望互联矩阵的未知参数由3个减少为1个。最后,搭建表贴式永磁同步电机测试平台进行实验验证。实验结果表明,当表贴式永磁同步电机的电流环采用基于电流解耦的无源控制器时,q轴电流响应频率由小于250 Hz增大为大于333 Hz;额定转速下的转速响应时间由0.16 s减小为0.11 s,超调量由2.0%减小为0.6%,稳态误差由5.98 r/min减小为1.15 r/min。研究结果可为永磁同步电机的无源控制器设计提供新思路。     

基于DSP的永磁同步电机调速系统设计

本文进行了24V／70W的永磁同步电机调速系统的硬件控制器设计和软件程序编写及相关实验。首先对DSP及其与电机控制相关的功能和结构进行介绍;然后说明永磁同步电机控制系统的硬件电路构成及设计方法,并给出系统的软件实现方法;最后对电机进行控制实验并给出实验结果,为实现永磁同步电机的各种控制策略奠定了实验基础。     

转子辅助槽对高速电主轴齿槽转矩的影响机理研究

针对高速永磁同步电主轴中永磁体与有槽铁心相互作用产生的齿槽转矩过高,从而导致电主轴产生振动与噪声的问题,通过在转子齿上开辅助槽来优化电主轴结构.以一台FL系列永磁同步电主轴三相星接Y型电机为模型,利用Ansoft软件对它进行运动仿真和磁场瞬态分析,得到了能有效削弱电主轴齿槽转矩的转子齿辅助槽设计方案.研究结果表明,在转...     

电机无速度传感器控制技术在包装生产线中的应用

目的 为提高自动化包装生产线的产品效率和质量,简化传动系统结构,改善永磁同步电机控制系统性能。方法 提出一种基于滑模观测器的无速度传感器控制技术,建立永磁同步电机数学模型。在此基础上,设计一种滑模自适应观测器,可用于观测定子电流和转子磁链,同时给出一种I/F启动策略。通过仿真和实验对系统性能进行验证。结果 仿真和实验结果表明,所述控制方法不仅可以解决电机启动问题,而且采用滑模观测器能够较好地实现转速跟踪,进而确保转子位置准确性。在实际应用中,可将横封横切机构的切点偏差控制在0.4mm以内,平均偏差只有0.2mm。结论 无速度传感器控制系统具有响应速度快、调速性能好、鲁棒性强等特点,可以确保电机速度、位置控制精度,进而降低整个控制系统的冗余性、不稳定性,适合包装、仿真、印刷等场合使用。