双转子柱体超声波电机运行机理与实验研究

环形行波型超声波电机小直径条件下，输出性能逐渐失去低速大扭矩的特点。而柱体弯曲振动超声波电机是靠圆柱定子端部的摇头振动并通过摩擦来驱动转子的，定子的直径越小，摇头振动的幅值越大，因而，小直径时更能显示出这种电机的优越性。该文阐述了双转子柱体弯曲振动超声波电机的运行机理，证明了定子表面质点运动轨迹为一椭球：利用ANSYS有限元软件分析了电机的弯曲振动模态；用阻抗特性分析仪分析了电机的阻抗特性和相位特性；制作了直径为20mm、有两个转子的柱体弯曲振动超声波电机，并对其输出特性进行了测试，最大转矩达0．16Nm、最高转速为220r／min。     

下腰椎三维有限元模型的建立及应力分析

通过Mimics10.0软件对腰椎CT图像进行预处理,建立了腰椎L4-L5的三维模型,利用Mimics和Abaqus6.9分别对材料属性赋值,并进行腰椎应力分析,讨论人体在前屈状态下腰椎生物力学特点,将仿真结果与临床实践进行比较,探讨腰椎间盘突出症产生的机理,寻求日常生活中腰椎的保护措施.有限元分析结果显示前屈时椎体应力主要集中在椎体前端,而椎间盘的应力分布集中在前外侧,与医学常识中的椎间盘应力不均将引起纤维环的退变,导致椎间盘突出的医学诊断实践相一致,所建模型有效,本研究为进一步理论研究奠定基础.     

圆柱定子三自由度球转子超声波电机的轨迹运动方程

圆柱定子3自由度球转子超声波电机利用一个定子的3种共振模态的两两叠加、合成，分别驱动一个球转子的3个自由度的旋转运动，三相同时激励时的轨迹运动方程是实现球转子预期轨迹控制的关键理论模型。在定子3种不同模态的有限元分析基础上，该文推导了圆柱定子3自由度球转子超声波电机在3相同时激励时的运动轨迹及传递机理，并对不同激励条件下的轨迹运动方程进行了分析、对比，为提高圆柱定子3自由度球转子超声波电机的定转子传动效率和进一步定量分析动力传递方式，定子优化设计，以及球转子的轨迹控制策略奠定了理论基础。     

基于多芯片集成技术的超声波电机驱动控制电源研究

多芯片组件是实现电子装备小型化、轻量化、高性能、低成本专用集成电路不可缺少的关键技术。应用该技术对超声波电机驱动控制专用集成电路技术和专用芯片模型建立方法进行了初步研究，并对部分电路进行了仿真，对继续进行国内超声波电机专用集成芯片的研究作了有益的尝试。     

基于自组织竞争网络的异步电机参数辨识研究

矢量控制系统中的转子磁场定向的精度取决于异步电动机的参数。在传统的利用空载、短路实验测量电机参数方法的基础上,本文提出一种利用变频器自身的资源,不需要外接电路的方案来对电机参数进行辨识。为了克服由于数据采样精度所照成的参数波动较大的缺点,提高所辨识参数的精度,利用上位机中基于自组织竞争神经网络算法对所得参数组进行学习以获得最优参数。试验结果表明:该神经网络可快速收敛,并可抑制参数异常点的干扰,获得较为精确的参数。     

行波超声波电机微步控制研究

针对行波超声波电机(TRUsM)的启动特性、运行特性、调速特性和步进特性进行了深入研究,探讨了负载对TRUSM微步控制的影响并揭示了其中规律,提出了微步控制的改进方法.该方法在电机特性实验研究基础上.通过最小二乘法拟合出的经验公式对电机步距角的偏差进行修正,实现了行波超声波电机带负载时的等步距运行.所给出的方法和结论,为行波超声波电机开环精密定位控制的进一步推广打下坚实的基础.     

基于模糊多目标优化的电动汽车充电网络规划

电动汽车充电网络规划对电动汽车发展具有重要意义,直接影响了车辆使用的便利性与配电网络运行的经济性。为此,建立了同时考虑充电网络服务能力最大化与配电系统网络损耗最小化的电动汽车充电网络规划模型。该模型是典型的多目标优化问题,且两个优化目标具有不同维度,并可能互相冲突,很难在优化中互相协调。因此,通过定义目标隶属度函数对模型中的子优化目标进行模糊化,将原始优化问题转换为基于最大满意度的单目标优化问题,并采用遗传算法对其求解。以25节点交通网络以及IEEE33节点配电系统为例进行了仿真试验,验证了所提模型及求解方法的有效性。     

圆柱定子超声波电机输入阻抗计算及测量

建立了圆柱定子超声波电机定子的有限元分析模型,给出了输入阻抗的计算方法。以研制的圆柱定子直线超声波电机为研究对象,分析在10kHz～40kHz频率范围内定子的输入阻抗一频率特性。此外介绍一种基于虚拟仪器技术的超声波电机阻抗特性分析仪,并对电机定子阻抗进行了测试。通过实验方法测量得到的定子阻抗特性与理论分析相符。     

基于摩擦学二项式定理的超声振动减摩机理分析

通过环型超声波电机定转子接触机理分析得到接触表面应力分布,利用摩擦学二项式定理,借助等效预压力分析了接触表面等效摩擦系数的变化,给出了计算定转子接触表面实际摩擦系数的理论模型。对单个波长接触区域内的应力及等效摩擦系数分布进行了计算,得到固定预压力变振幅以及固定振幅变预压力情况摩擦系数的变化。结果表明定子表面质点超声振动的垂直方向位移是摩擦系数降低的根本原因,这为超声波电机摩擦材料的选择和使用提供了理论依据。     

非均匀采样数据系统时变故障估计与调节最优集成设计

针对一类发生连续时变故障的非均匀采样数据系统,建立了一套主动容错控制最优设计方案. 首先,为了实现基于非均匀离散采样输出对连续故障的估计,同时鉴于现有自适应故障诊断方法无法直接推广于非均匀采样数据系统,提出一种连续时间增广观测器最优设计方法,既能保证故障估计误差快速收敛同时又对外界干扰鲁棒;并且提出一个迭代算法对故障估计延迟与系统鲁棒性进行权衡;进一步地,基于所获得的故障信息,并考虑估计误差和时变故障内采样特性对容错控制带来的不利因素,设计基于状态反馈的非均匀采样容错控制器来快速恢复故障系统性能;最后,通过对四容水箱基准实例的仿真来验证所提方法的有效性.