一、电磁轴承磁场分析和优化设计（论文文献综述）
段一戬[1]（2021）在《十二极异极径向混合磁悬浮轴承的研究》文中进行了进一步梳理混合磁悬浮轴承将主动磁悬浮轴承与被动磁悬浮轴承的优点相结合,具有漏磁小和功耗低的优点。以上特点使混合磁悬浮轴承日益广泛地应用于鼓风机、超高速离心机、飞轮储能、人工心脏等领域。但由于混合磁悬浮轴承在正常工作时,偏置磁场与控制磁场共存,且磁路较为复杂。目前许多传统的混合磁悬浮轴承仍然存在耦合较大、动刚度不足等问题。针对此问题,本文的主要研究内容概述如下:（1）提出了一种十二极异极径向混合磁悬浮轴承的结构,并且基于等效磁路法建立了十二极异极径向混合磁悬浮轴承的等效磁路模型,继而推导出了电磁力-电流/位移的数学关系式。然后以最大承载力为目标对十二极异极径向混合磁悬浮轴承进行了的结构参数设计,并通过有限元仿真计算验证了等效磁路模型的正确性与结构参数的合理性。（2）采用Magnet软件对十二极异极径向混合磁悬浮轴承进行了电磁场仿真分析,证明了十二极异极径向混合磁悬浮轴承磁场分布均匀,并且控制磁通与偏置磁通重合度较高。其次开展了对十二极异极径向混合磁悬浮轴承在控制绕组电流变化或转子铁心位移时的磁极间耦合情况的研究,并与八极异极径向混合磁悬浮轴承进行对比。Magnet仿真结果表明,十二极异极径向混合磁悬浮轴承相比于八极异极径向混合磁悬浮轴承有着耦合小的优点。（3）介绍了一种Magnet-Simulink联合仿真的方法。通过此方法能够将对十二极异极径向混合磁悬浮轴承开展的理论分析、有限元仿真分析与控制仿真分析有效结合,更为直观与便捷的评判在加入相应控制策略后十二极异极径向混合磁悬浮轴承系统的控制绕组电流、控制绕组电磁力、转子位移、转子速度等参数的优劣,并与八极异极径向混合磁悬浮轴承系统进行比较。Magent-Simulink联合仿真结果表明,十二极异极径向混合磁悬浮轴承相比于八极异极径向混合磁轴承,具有功耗低、耦合小、结构动刚度大、悬浮性能与支撑性能更为良好的优点。（4）搭建了十二极异极径向混合磁悬浮轴承测试台,并开展了对十二极异极径向混合磁悬浮轴承在控制绕组电流变化与转子位移时,定子磁极对应的气隙中磁感应强度变化趋势与耦合情况的实验研究。实验结果表明,十二极异极径向混合磁悬浮轴承在控制绕组电流变化和转子位移变化时,气隙中磁感应强度-电流/位移特性曲线的线性度良好,且磁极间耦合较小。
王佳良[2]（2021）在《容错控制下电磁轴承磁场分析》文中研究表明主动电磁轴承能通过可控的电磁力将转子稳定悬浮在期望位置,以达到类似传统轴承的转子支承效果。在传统差动控制中,电磁轴承采用将两个相邻定子磁极的绕组串联组成C型磁极对的拓扑结构,而当电磁轴承设计有容错要求时,往往采用磁极独立驱动的方案,此时磁极的拓扑结构体现更加复杂多样化,而磁极驱动不同的拓扑结构,其磁极间磁耦合情况也大相径庭,因此,研究电磁轴承在不同的磁极拓扑结构下的磁耦合问题,是电磁轴承容错控制研究的重要问题。本文主要从磁场分布的角度分析容错控制下全N型、NNSS型和NSNS型拓扑结构电磁轴承对转子稳定悬浮的影响。首先,从电磁轴承传统差动控制和容错控制的工作原理出发,推导计算出全N型、NNSS型和NSNS型拓扑结构主动电磁轴承的电磁合力公式,并根据广义偏流线性化理论实现线性化,并对故障时如何利用位移传感器、定子磁极和功率放大器的冗余结构维持电磁轴承系统正常运行进行了详细的分析。其次,根据有限元分析所使用的数值分析方法,搭建了基于ANSYS的电磁轴承模型,并在此模型上对无定子磁极故障时的全N型、NNSS型和NSNS型拓扑结构电磁轴承转子和定子的二维磁力线、二维磁通密度分布以及定转子间气隙的磁通密度进行了仿真分析,结果表明:NNSS型拓扑结构相对更易于在电磁轴承容错设计的8级独立驱动控制中得到更好的悬浮性能。同时,在半实物仿真平台上设计了电磁轴承数学模型,并把它应用在差动控制下NNSS型和NSNS型拓扑结构悬浮实验上,实现了四自由度的悬浮。最后,对定子磁极故障基本类型进行归纳总结,当电磁轴承出现定子磁极故障时,相同故障情况的电流分配矩阵可根据基本定子磁极故障类型的电流分配矩阵进行矩阵变换等数学运算转换获得,减少了数据量的分析。此外,对主动电磁轴承在基本定子磁极故障时的电流分配矩阵进行了详细推导和计算,对三种拓扑结构电磁轴承在单个和两个定子磁极故障时的磁场分布情况进行仿真分析,并对该容错控制下电磁轴承容错方案的可行性进行了验证与分析。
张善猛[3]（2021）在《基于磁轴承一体化的电感传感器性能分析》文中指出随着现代工业化的发展,对旋转机械小型化、工作环境清洁化、转速高速化、控制精确化等要求越来越高,磁悬浮电机因其高转速、无摩擦、体积小等优点,近年被大量应用。磁悬浮电机的关键部件主动磁轴承需要实时检测转子位置来改变定子铁芯施加的电磁力,电感传感器是利用线圈的自感或互感系数的变化,线性度好、抗干扰能力较强。首先,对磁轴承和传感器进行一体化结构设计,以适用于磁悬浮电机为目的,设计了传感器结构的尺寸、线圈匝数以及传感器激励等参数。在SolidWorks中建立其三维模型,再导入ANSYS Maxwell中,对一体化磁轴承结构进行磁路的仿真分析,确定控制线圈与传感器线圈单独形成磁回路,且线圈之间无相互干扰,验证了一体化结构的可行性。其次,对电感传感器进行了电路设计,选用MAX038芯片来产生激励信号,设计了信号检测与处理电路,加工了传感器驱动和调理电路板。因MAX038芯片带负载的能力有限,其最大工作频率只能调谐到0.94MHz,所以设计两种优化电路方案,MIC 1555芯片产生方波信号;4MHz晶体振荡器产生方波信号。最后,搭建了电感位移传感器静态标定实验平台,研究了磁轴承的气隙、转子材料、线圈匝数对位移测量的影响,以及电路参数对传感器检测范围的影响。实验分析表明,在量程1mm和0.6mm的有效的测量范围内,得出径向灵敏度曲线图（绝对值）;对比了铝和不锈钢两种材料轴向、径向位移检测精度。本文设计的磁轴承一体化电感位移传感器结构简单、磁极间耦合作用弱,能够满足磁悬浮电机测量精度的要求,为磁轴承位移传感器的研究提供了一定的理论支持。
孙国荣[4]（2021）在《磁阻式磁悬浮主动关节的机理与性能研究》文中认为随着技术的发展,多轴联动机床、卫星转动关节等可多自由度灵活转动的装备应用也越来越多,其主要解决方案实现多自由度的旋转与偏摆运动的磁悬浮球形关节也日益受到学术界的关注。磁悬浮球形关节不仅集成度高、体积小、质量轻,同时也可以完成多自由度的操作。为了解决磁阻式磁悬浮球形关节转子转动过程的稳定支承问题,本文提出一种新型的16齿极转子结构和定子线圈驱动机制。通过合理的结构设计和零件参数选用,确保球形关节在自旋或偏转过程中转子齿极始终受到两对正交磁悬浮力作用,为转子提供稳定支承;并提供足够的转动力矩完成转子的旋转和偏转动作,具体研究内容如下:（1）通过合理的结构设计和零件参数选用,保证整体的球形关节具有良好的静态、动态性能。首先详细叙述了磁悬浮球形关节的结构组成、具体参数和各部件的功能;在此基础上描述了球形关节实现悬浮、自旋、偏转的运行原理,介绍了如何通过定子绕组电流的控制,控制关节定转子间电磁场变化,从而实现转子的悬浮支撑和转动。（2）根据球关节的电磁作用机制建立了定转子之间四个磁悬浮力的力平衡支承模型,而模型有两种旋转状态——自旋和偏转。采用三相绕组电流驱动的机制,通过相序中电流的切换带动磁场的旋转,而旋转磁场决定转子的运动。由此根据绕组中电流的状态可以将球关节旋转过程细分为转动前后的工况一和转动过程中的工况二两种数学模型。工况一中主要是存在着单相四极电流,磁场单一、转子受到垂直方向的四个磁极悬浮力,形成指向转子质心的合力实现力的平衡;并且相序切换时,转子可以实现稳定旋转。工况二中由于相序切换的过程,前后切换两相绕组中会同时存在电流,这就意味着气隙中有两个磁场叠加,而磁场是电磁力的来源,复杂的磁场产生的电磁合力形成新的悬浮力平衡;通过两相绕组电流相互作用理论分析,得到形成合力的转矩模型。（3）使用Ansoft有限元软件进行了各种工况和参数下的三维磁场的实验分析,验证磁阻式磁悬浮球形关节转子的矩角特性和支承-偏角关系。同时借助Ansoft进行了两种工况和转角电流参数下的三维磁场的仿真分析,得到不同气隙位置、不同电流参数以及不同转角的条件下气隙中的磁场变化情况。最后将上述数学模型得到的电磁力、转矩与转角、电流之间的参数关系与有限元仿真结果得到的参数关系相互印证,确定了磁悬浮球关节最佳承载性能下的工作电流参数。（4）对定转子的瞬态模型进行了理论推导,建立了定子的瞬态电磁力模型和转子的动力学方程。通过定子的瞬态模型分析定子结构的力密度和模态,分析气隙谐波中的径向力较高的幅值、引发电机共振的固有频率。了解转子的动态特性,得到转子的固有频率和临界转速,优化零件参数设计。之后通过旋转磁场的仿真观察转子上的涡流以及涡流场的影响,分析在旋转状态下磁感应强度的变化、悬浮力、切向力以及功率的不同,研究表明转子在旋转状态下,磁场不再对称分布,会出现部分增强和部分削弱;悬浮力随着转角增大而逐渐降低,而切向力则与之相反呈上升状态;损耗的功率在一定范围内随着电流的增大而增加。
徐志凯[5]（2020）在《基于解析-遗传算法的外转子永磁风力发电机优化设计》文中研究说明本课题是山东省高等学校科技计划项目“表贴式无轴承永磁电机瞬态磁场时步解析法基础研究”的研究内容之一,项目编号:J16LN28。针对永磁风力发电机的齿槽转矩问题,本文提出了一种新的优化方法对其进行优化,为今后对齿槽转矩的进一步研究提供了新思路和新方法。本文以一台外转子永磁风力发电机作为计算与试验样机,提出了基于解析-遗传算法的优化方法,通过此方法对样机进行仿真与试验。文章主要工作内容如下:（1）以一台额定值为5k W、400V、100r/min的20极72槽外转子永磁风力发电机为计算样机,通过解析算法建立样机的解析模型并求解出样机的电磁参数。将电磁参数的解析解与Motor CAD有限元仿真结果进行对比,对比结果表明解析算法可以求解电机的电磁参数且计算精度很高。（2）提出了基于解析-遗传优化算法的外转子永磁风力发电机优化设计方案。以样机的齿槽转矩为优化目标,以样机的结构参数为优化变量,在建立样机解析模型的基础上结合遗传算法对样机进行优化。将样机优化前后的齿槽转矩进行比较,结果证明提出的解析-遗传算法在电机优化方面是有效果的。（3）根据样机优化前后的结构参数,分别计算出样机优化前后的空载气隙磁场及空载感应电势并分别作对比分析,同时对样机优化前后的气隙磁通密度进行谐波分析。分析结果验证了样机的齿槽转矩优化结果是正确的,可以将解析-遗传算法作为一种新的优化方法对电机的齿槽转矩进行优化。（4）介绍了起动阻力矩的产生原因及组成部分,同时计算出样机的机械摩擦力矩。将机械摩擦力矩的计算值与齿槽转矩的解析计算值相加得到样机起动阻力矩的理论计算值,将其与现场测量值进行比较并分析。
李国华[6]（2020）在《异步电机振动抑制与故障诊断方法研究》文中指出交流电机的振动可分为电磁振动、机械振动以及空气动力学振动,其中电磁振动和机械振动是其主要成分。对于大型电机而言,严重的振动会产生强烈振动和噪声,同时对电机结构等造成损伤;对于中小型电机而言,虽然电机振动和噪声绝对值不一定太高;但在一些安静的环境中,人耳对中高频段范围的振动和噪声非常敏感;同时也会对电机的振动和噪声提出更高的要求。目前,交流电机的振动和噪声问题已经成为该领域中的关注热点之一。针对交流异步电机振动和噪声问题,从变频电源谐波、电机结构优化设计以及基于电机振动信号的故障诊断三个方面进行分析和研究。（1）为了有效从PWM供电电源角度降低交流电机振动和噪声,提出一种随机PWM选择性谐波消除方法。变频供电电源中的谐波会引起交流电机的振动和转矩脉动;转矩脉动还会进一步加剧电机的振动,以及引起电机传动机构的机械振动。其中,变频供电电源中的高次谐波一般在逆变器开关频率整数倍附近比较集中;当谐波峰值与电机固有频率接近时,这种振动将进一步加剧,引起强烈的共振。针对变频供电交流异步电机提出一种随机PWM选择性谐波消除方法;利用PWM脉冲傅里叶级数前后项相互抵消的方法,有选择性的消除容易引起电机振动和噪声的特定次谐波,从而抑制电机振动和噪声。此外,分析逆变器开路故障情况下输出谐波情况,并通过逆变器容错控制,使得逆变器能够带故障继续较稳定的运行;并对容错运行状态下的异步电机振动情况进行分析。其中,包括两电平逆变器故障容错控制方法和级联多电平故障容错控制方法。（2）从电机本体结构设计出发,通过对电机定转子结构的优化设计,削弱径向磁密的低次谐波含量,从而有效的减小径向电磁力。（3）考虑到电机轴承的振动信号具有非平稳性等特点,提出一种电机滚动轴承故障诊断方法;即集合经验模态分解和能量矩的特征提取方法,以及结合自组织特征映射网络进行故障识别的电机故障诊断方法。首先,利用集合经验模态分解策略将电机原始振动信号分解成一系列具有不同特征时间尺度的固有模态分量;并计算各阶固有模态分量的能量矩,构造故障特征向量;在此基础上利用自组织特征映射网络方法进行电机滚动轴承故障诊断。该论文有图106幅,表21个,参考文献208篇。
姚舒晏[7]（2020）在《磁悬浮飞轮转子多学科优化设计与实验》文中认为随着高空侦察技术和对地观测技术的需求不断提升,航天器对姿态控制的力矩精度和主动振动控制精度提出了越来越高的要求。传统的机械飞轮采用机械轴承支承,存在过零摩擦、粘滞力矩、摩擦磨损、需要润滑和寿命相对较低等缺点,限制了飞轮性能的进一步提升;磁悬浮飞轮采用磁悬浮轴承支承,克服了机械动量轮的诸多缺点,被认为是理想的惯性执行机构[1-2]。本文研究内容如下:（1）设计最优飞轮悬浮方案。为了保证磁悬浮飞轮能够实现高精度力矩输出并满足航天器的姿态控制需求,对比不同的飞轮结构方案,针对其工作特点,选定较优方案。在此基础上,针对飞轮体特性,选择合适的材料来加工不同的飞轮体零部件,并基于实际工程经验,给出飞轮系统的主要结构参数。针对磁悬浮飞轮真空密封的技术难题,总结出一种通用的磁悬浮飞轮密封系统设计方法。针对磁悬浮飞轮的工作特性,提出了一种磁轴承和传感器的检控共位设计,并设计出一种球面保护轴承,用来现有的球形飞轮转子。为了使磁轴承能快速稳定和抑制飞轮系统的振动,提出了一种偏转轴向阻尼器洛伦兹力磁轴承的结构设计。为解决现有隐式洛伦兹力磁轴承刚度低的特点,又提出了一种新型的高刚度隐式洛伦兹力偏转磁轴承。最后,总结了一种通用的洛伦兹力偏转磁轴承的设计方法,为洛伦兹力磁轴承的设计提供了较好的参考思路。（2）对磁悬浮电机进行结构设计优化,使得气隙磁密最大。为使磁悬浮飞轮气隙磁密达到最大,降低功耗,基于现有的工程技术需求,对磁悬浮飞轮电机结构尺寸进行优化。通过陀螺动力学方程的推导,确定了飞轮转子最佳极赤转动惯量的比值范围,使得飞轮转子稳定运行时,进动和章动对转子影响较小。将永磁体和内、外导磁环的尺寸设为设计变量,气隙磁密作为优化目标,利用优化软件Isight集成有限元软件ANSYS,并采用序列二次规划法对电机结构进行优化,最终得到最优磁密。（3）对磁悬浮飞轮转子进行设计优化,使得转子系统质量最小。现有的磁悬浮飞轮转子优化大多集中在磁路拓扑结构及控制系统优化,为提升飞轮整体性能,根据现有磁悬浮飞轮工程化的实际需求,运用陀螺力学控制理论,推导出使得磁悬浮飞轮转子径向平动通道解耦的条件,简化磁轴承控制器设计。将飞轮转子组件的轮缘和轮辐等相关尺寸作为设计变量,基于实际工程需求设定约束变量,并将转子的极赤转动惯量比值和飞轮转子径向平动通道解耦的条件也设为约束变量,将转子质量最小设为目标函数,建立优化模型,最终优化得到最优转子结构。（4）基于以上优化结果,搭建实验测试平台对磁悬浮飞轮样机进行测试。通过示波器测量转子的一阶共振频率,并与转子模态仿真结果进行对比,验证优化方法及结果的准确性。不平衡振动仿真和转子径向平动通道解耦实验再一次验证了优化的效果。通过转子离线动平衡实验来降低转子的不平衡量,又通过测定飞轮的稳态功耗和最大瞬态功耗来验证飞轮的功耗符合要求。
侯天阳[8]（2020）在《软磁复合材料电磁推力轴承结构设计及动态特性研究》文中提出为了研究电磁推力轴承的动态特性,本文基于双目标优化和电磁场理论,采用有限元方法建立了电磁推力轴承的电磁场及强度模型。结合具体的电磁环境,进行电磁场分析并构建了合理的磁回路,根据轴承在实际工况时的动态响应,将轴承的动态性能和强度标准作为评判轴承设计合理性的主要指标。主要研究内容如下:（1）在分析电磁推力轴承基础结构的基础上,建立了以减轻轴承质量和降低涡流损耗的双目标优化模型,对建立的目标函数进行优化,得到最优结构参数。引入了创新的“磁环”结构设计,用以均衡推力盘与定子接触处的磁场和磁性能,更加合理的平衡接触处的磁场变量。（2）分析了优化结构的电磁场特性,得到不同频率下的磁力线、能量损耗、气隙磁通密度以及推力盘表面磁场强度。结果表明随着频率增加电磁轴承的能量损耗近似呈抛物线增加,磁力线在线圈附近分布最密集,同时在线圈周围气隙磁通密度以及推力盘磁场强度均达到最大值。将电磁推力轴承系统的磁路进行了等效电路仿真,通过等效简化单元分析轴承的磁回路特性。运用所得结论,结合系统的材质进行磁路改善。（3）考虑软磁材料磁环不均匀磁化和磁体边缘效应对承载能力的影响,建立了不均匀磁化电磁轴承承载力模型,分析所受到的不均匀磁化承载力大小,采用有限元法对模型进行动态强度仿真,分析了不同磁隙和动态条件下轴承的承载力和刚度。结果表明轴承在合理使用范围内,由软磁材料制造的电磁推力轴承能够承受碳钢轴承的强度。（4）将软磁复合材料应用到电磁推力轴承中,基于等效磁阻模型分析了轴承的动态特性,包含涡流效应的动态电流刚度、位移刚度及电磁力。结果表明软磁材料制备的电磁轴承不仅降低了涡流损耗,而且电磁力动态带宽明显增加,能提供更为稳定的电磁力,从而有效提高了轴承性能。
白文鑫[9]（2020）在《气磁轴承转子系统稳定特性分析及其检测系统设计》文中指出气体轴承和主动磁轴承都具有无摩擦、无磨损、无污染、高精度等优点,在高速超高速旋转设备中有很好的适用,但也有自己缺点,气体轴承不易控制、易受干扰等,主动磁轴承功耗大、温升快等,因此,若将两种轴承结合使用,形成一种新型轴承,充分发挥两者优点,弥补各自缺点,简化了传统结构的冗杂性,其性能要比单独使用会有很好地提升。本文主要针对气磁轴承转子系统的稳定特性展开研究分析,并设计一种新型光电检测装置为转子系统进行偏心距测量。为了更好的了解气磁轴承转子系统,本文先对气磁轴承结构、静动态特性进行了研究,再对检测系统进行了设计试验。首先,针对径向气磁轴承和轴向气磁轴承分别进行了设计,主要包括了结构设计、工作原理介绍以及数学模型建立,确定轴承结构参数、材料,推导了两种轴承的气体压力方程、电磁力方程以及耦合力数学模型;其次,利用有限元分析软件对气磁轴承的磁场、流场压力仿真分析,确定了气磁轴承的承载能力,并与推导的数学模型进行对比分析,其误差均不大于2.5%,并以此为基础,对气磁轴承进行了单自由度耦合场分析,得到不同参数下的承载物受力情况;再次,针对气磁轴承转子系统,建立了动力学数学模型,为之后研究奠定了理论基础,对气磁轴承气体部分进行了动态刚度阻尼系数计算,并分析了转子系统的模态分析,研究其临界状态,并给出了试验方案;最后,为了对转子系统进行偏心距测量,提出了一种新型光电检测装置,分析其工作原理,通过对检测装置的软硬件进行设计和编译,借助DSP和Matlab搭建了试验平台,其精度可到微米级别,为之后气磁轴承转子系统的偏心距信号采集提供了可行性基础。
胡雄心[10]（2020）在《基于自传感的磁轴承系统及其协调支承控制研究》文中研究表明高速/超高速运行的磁轴承-转子系统是高速传动的发展方向;与传统机械支承相比,磁轴承因无接触、无摩擦的支承特性可使转子取得更良好的性能;主动磁轴承更是因控制器可设计而获得的优秀主动控制能力而备受青睐。然而,从低速到高速运行过程中,影响磁轴承-转子系统性能的主要因素不仅有位移传感器和执行器不同位导致系统失稳、转子不平衡振动、振动模态和超临界运行等,而且还有来自系统内部和外部的干扰和噪声。因此,针对高速/超高速运行的磁轴承-转子系统致稳运行的需求,本文开展了基于自传感磁轴承和自传感电磁阻尼器的同位组合系统及协调支承控制方法和技术进行研究。针对自传感磁轴承位移估计精度不高的问题,基于磁阻模型和开关功放电流的特性,提出了基于直接电流估计和最小二乘辨识的转子位移估计方法;该方法根据充电相和放电相电流变化规律,建立磁链-电流变化量关系矩阵,利用最小二乘辨识算法实现开关周期内的转子位移求解;与典型的参数估计法相比较,基于最小二乘辨识的直接电流估计法不仅有良好的动静态特性,还可同时应用于自传感电磁阻尼器系统。对于磁悬浮转子振动控制中支承等效刚度和支承等效阻尼实时配置的要求,本文提出一种刚度/阻尼协调支承模型。该模型以自传感磁轴承和电磁阻尼器为基本部件,通过基于非线性微分跟踪器和直接电流估计器组成的线性扩张状态观测器实时评估转子系统状态,然后动态调控支承等效刚度/阻尼;对于磁悬浮转子的内部扰动和外部扰动的影响,在基于刚度/阻尼协调支承模型中引入自抗扰理论和方法,构建了双闭环的新型线性自抗扰控制（LADRC）模型。基于非线性微分跟踪器和直接电流估计器构建的线性扩张状态观测器不仅可解决自传感磁轴承和电磁阻尼器的状态信息获取问题,还能解决新型LADRC的多参数整定问题,并对磁轴承-转子系统中建模不确定动态、参数摄动和外界干扰等因素进行实时评估并补偿,从而进一步提高支承系统的动态性能。然后,着重仿真分析了磁悬浮支承转子运行过程中的陀螺效应和跨临界振动特性。针对转子陀螺效应的抑制问题,在交叉解耦控制模型中引入电磁阻尼构建了协调支承控制方法,克服了交叉模型中时滞因素对陀螺效应抑制的局限性;针对跨临界振动抑制问题,本文利用有限元法和模态分析法仿真了磁悬浮转子跨临界振动特性,并对一阶临界速度下的振动抑制模型进行深入研究;改进后的基于刚度/阻尼协调支承的自抗扰控制系统因为内外各因素兼顾而表现出良好特性。五自由度磁轴承试验装置是单自由度磁轴承试验装置的延伸,是基于分布式计算机控制系统模型构架的;试验的设计围绕着磁悬浮转子振动抑制这个关键问题,主要包括自传感磁轴承位移估计算法试验、电磁阻尼器调控试验、“阻尼与LADRC”协调控制下抗干扰试验和临界振动抑制试验。试验结果表明,基于改进LADRC的刚度/阻尼协调支承控制系统有更快的收敛速度和更高的控制性能。本文针对磁轴承-转子系统高速化和结构轻量化的需求,从系统结构和成本等因素出发,充分利用了自传感方法和技术特点缩减磁轴承-转子系统的结构,针对未建模动态和干扰提出基于刚度/阻尼协调支承的基本控制模型,并结合自抗扰理论和技术构建磁轴承致稳控制策略和方法,为磁轴承的高速稳定运行提供一个新思路和实现方法。
二、电磁轴承磁场分析和优化设计（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、电磁轴承磁场分析和优化设计（论文提纲范文）
（1）十二极异极径向混合磁悬浮轴承的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 电磁轴承技术的研究现状 |
| 1.1.1 电磁轴承的分类 |
| 1.1.2 电磁轴承控制器的研究现状 |
| 1.1.3 电磁轴承刚度的研究现状 |
| 1.2 混合磁悬浮轴承的研究现状 |
| 1.2.1 同极混合磁悬浮轴承的研究现状 |
| 1.2.2 异极混合磁悬浮轴承的研究现状 |
| 1.3 存在的问题及课题的提出 |
| 1.4 课题的研究意义与本文内容安排 |
| 第2章 十二极异极径向混合磁悬浮轴承的结构参数设计与等效磁路模型分析 |
| 2.1 异极径向混合磁悬浮轴承的基本结构 |
| 2.2 十二极异极径向磁悬浮轴承的基本结构与工作原理 |
| 2.3 十二极异极径向混合磁悬浮轴承的等效磁路模型 |
| 2.4 十二极异极径向混合磁悬浮轴承的结构参数设计 |
| 2.4.1 定子磁极面积 |
| 2.4.2 控制绕组 |
| 2.4.3 定转子结构参数 |
| 2.4.4 定子嵌线槽 |
| 2.4.5 结构参数 |
| 2.5 电磁力-电流/位移特性曲线 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 十二极异极径向混合磁悬浮轴承的Magnet仿真分析 |
| 3.1 十二极异极径向混合磁悬浮轴承的电磁场仿真 |
| 3.2 耦合分析 |
| 3.2.1 异极径向混合磁悬浮轴承在电流变化时的耦合对比 |
| 3.2.2 转子位移变化时耦合情况分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 十二极异极径向混合磁悬浮轴承的Magnet-Simulink联合仿真 |
| 4.1 Magnet-Simulink联合仿真 |
| 4.2 PID控制器参数整定 |
| 4.3 异极径向混合磁悬浮系统的悬浮仿真 |
| 4.3.1 位移响应分析 |
| 4.3.2 电磁力响应分析 |
| 4.3.3 速度响应分析 |
| 4.3.4 平衡电流分析 |
| 4.4 异极径向混合磁悬浮轴承系统联合仿真的结构动刚度分析 |
| 4.4.1 冲击平衡仿真 |
| 4.4.2 结构动刚度分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 十二极异极径向混合磁悬浮轴承的实验研究 |
| 5.1 实验介绍 |
| 5.1.1 十二极异极径向混合磁悬浮轴承测试台的组成 |
| 5.1.2 实验平台的介绍 |
| 5.2 霍尔传感器的标定 |
| 5.3 气隙中磁感应强度检测实验与耦合分析 |
| 5.3.1 定子单组磁极控制电流变化时耦合分析实验 |
| 5.3.2 定子上磁极电流变化与左磁极电流1A时耦合分析实验 |
| 5.3.3 定子上-左磁极控制电流变化时耦合分析实验 |
| 5.3.4 转子在垂直方向位移时耦合分析实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 本文主要工作与创新点 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 申请学位期间的研究成果及发表的学术论文 |
| 致谢 |
（2）容错控制下电磁轴承磁场分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 电磁轴承差动控制介绍 |
| 1.1.1 电磁轴承差动控制简介 |
| 1.1.2 差动控制国内外发展状况 |
| 1.2 电磁轴承容错控制概述 |
| 1.2.1 研究的背景及意义 |
| 1.2.2 容错控制研究发展现状 |
| 1.3 论文的主要研究工作及内容安排 |
| 1.3.1 论文的主要研究工作 |
| 1.3.2 工作内容安排 |
| 第二章 电磁轴承差动控制及容错控制工作原理 |
| 2.1 差动控制工作原理 |
| 2.1.1 差动控制系统简介 |
| 2.1.2 差动控制电磁力计算 |
| 2.1.3 电磁力线性化 |
| 2.2 电磁轴承系统的冗余结构 |
| 2.2.1 定子磁极的冗余结构 |
| 2.2.2 功率放大器冗余结构 |
| 2.2.3 传感器冗余结构 |
| 2.3 容错控制工作原理 |
| 2.3.1 偏流线性化理论介绍 |
| 2.3.2 不同拓扑结构电磁轴承电磁力计算 |
| 2.3.3 电磁力线性化 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 电磁轴承ANSYS仿真平台的设计与搭建 |
| 3.1 电磁场理论 |
| 3.1.1 瞬态场的Maxwell方程组 |
| 3.1.2 稳态场的Maxwell方程组 |
| 3.1.3 铁磁材料的特性 |
| 3.2 电磁轴承二维仿真模型搭建 |
| 3.2.1 电磁轴承模型绘制 |
| 3.2.2 材料属性设置 |
| 3.2.3 边界设置 |
| 3.2.4 绕组激励设置 |
| 3.2.5 网格剖分 |
| 3.2.6 求解设置 |
| 3.3 三维模型及结果查看 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 电磁轴承定子磁极不同拓扑结构磁场分析 |
| 4.1 电磁轴承拓扑结构 |
| 4.1.1 差动控制拓扑结构 |
| 4.1.2 容错控制拓扑结构 |
| 4.2 圆柱形铁芯产生磁场的解析 |
| 4.2.1 单铁芯 |
| 4.2.2 极性相反的两个铁芯 |
| 4.2.3 极性相同的两个铁芯 |
| 4.3 八极电磁轴承模型磁场分析 |
| 4.3.1 全N型拓扑结构 |
| 4.3.2 NSNS型拓扑结构 |
| 4.3.3 NNSS型拓扑结构 |
| 4.4 电磁轴承控制系统实验平台搭建 |
| 4.4.1 电磁轴承半实物仿真平台介绍 |
| 4.4.2 电磁轴承Simulink建模 |
| 4.4.3 不同拓扑结构电磁轴承悬浮实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 容错控制下电磁轴承定子磁极故障磁场分析 |
| 5.1 定子磁极故障容错控制方法 |
| 5.1.1 重构电流分配矩阵 |
| 5.1.2 求解电流分配矩阵 |
| 5.2 定子磁极故障分类归纳 |
| 5.2.1 单个定子磁极故障类型 |
| 5.2.2 多个定子磁极故障类型 |
| 5.3 定子磁极故障磁场分析 |
| 5.3.1 单个定子磁极基本故障磁场分析 |
| 5.3.2 两个定子磁极基本故障磁场分析 |
| 5.4 容错控制方案的可行性分析 |
| 5.4.1 磁极正常时的电流分配验证分析 |
| 5.4.2 单磁极故障时的验证与分析 |
| 5.4.3 功耗减小验证与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文研究工作总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
（3）基于磁轴承一体化的电感传感器性能分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 磁悬浮轴承概述 |
| 1.1.1 磁悬浮轴承的特点 |
| 1.1.2 磁悬浮轴承的分类 |
| 1.2 磁轴承用位移传感器的性能要求 |
| 1.3 常用磁轴承位移传感器 |
| 1.4 磁轴承用位移传感器国内外研究现状 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 位移传感器的基本理论 |
| 2.1 电感传感器简介 |
| 2.1.1 自感式电感传感器 |
| 2.1.2 互感式电感传感器 |
| 2.2 电感式位移传感器原理及数学模型 |
| 2.3 自感式电感传感器特性分析 |
| 2.3.1 电感变化特性分析 |
| 2.3.2 灵敏度特性分析 |
| 2.3.3 线圈电流变化特性分析 |
| 2.3.4 非线性分析 |
| 第3章 磁轴承与传感器一体化结构设计与仿真 |
| 3.1 基于磁轴承的电感式位移传感器设计 |
| 3.1.1 传统磁轴承结构 |
| 3.1.2 磁轴承结构设计及原理 |
| 3.1.3 电感式位移传感器材料选择和参数确定 |
| 3.1.4 径向磁悬浮轴承组件 |
| 3.1.5 径向磁悬浮轴承极对数 |
| 3.2 磁轴承仿真分析 |
| 3.2.1 有限元简介 |
| 3.2.2 电磁场有限元分析方法 |
| 3.2.3 结构模型建立 |
| 3.3 径向磁悬浮轴承磁场分析 |
| 3.3.1 不同磁极布置磁场分析 |
| 3.3.2 气隙磁密特性 |
| 第4章 传感器测量电路的设计 |
| 4.1 测量电路的整体设计方案 |
| 4.2 电感传感器电路 |
| 4.2.1 激励电路的设计 |
| 4.2.2 信号检测电路设计 |
| 4.2.3 信号处理电路设计 |
| 4.3 电路优化方案一 |
| 4.3.1 电源电路 |
| 4.3.2 方波发生电路 |
| 4.3.3 方波缓冲与偏置电路 |
| 4.3.4 检波电路 |
| 4.4 输入信号与仿真分析 |
| 4.4.1 载波输入 |
| 4.4.2 信号输入 |
| 4.4.3 总体测量电路 |
| 4.5 电路优化方案二 |
| 4.5.1 位移检测电路 |
| 4.5.2 测量电路 |
| 4.5.3 测量电路仿真 |
| 第5章 传感器静态性能实验 |
| 5.1 测试平台搭建 |
| 5.2 转轴材料测试 |
| 5.3 线性度与量程 |
| 5.4 轴向与径向测量比较 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文工作总结 |
| 6.2 今后研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士论文发表的情况 |
| 致谢 |
（4）磁阻式磁悬浮主动关节的机理与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文选题背景 |
| 1.2 国内外现状 |
| 1.2.1 球形关节国外研究现状 |
| 1.2.2 球形关节国内研究现状 |
| 1.3 主要的研究内容与章节安排 |
| 第2章 磁阻式磁悬浮球形关节的基本结构和原理 |
| 2.1 基本结构 |
| 2.1.1 转子结构 |
| 2.1.2 定子结构 |
| 2.1.3 永磁电磁混合支撑结构 |
| 2.2 运行原理 |
| 2.2.1 磁阻式磁悬浮球形关节的坐标系 |
| 2.2.2 转子的悬浮运动 |
| 2.2.3 转子的自旋运动 |
| 2.2.4 转子的偏转运动 |
| 2.2.5 转子的Z轴悬浮 |
| 2.3 本章总结 |
| 第3章 磁阻型磁悬浮球形关节的解析建模 |
| 3.1 基本数学模型 |
| 3.2 自旋状态下悬浮力和转矩表达式 |
| 3.2.1 工况一即仅通入A相电流 |
| 3.2.2 工况二即通入A相和B相电流 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 磁阻型磁悬浮球形关节的静态特性分析 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 静态电磁场有限元计算 |
| 4.2.1 有限元基本原理 |
| 4.2.2 有限元建模 |
| 4.3 自旋状态下静态有限元仿真 |
| 4.3.1 磁场分析 |
| 4.3.2 两种工况下悬浮力、转矩的对比分析 |
| 4.3.3 工况一中气隙悬浮力、转矩关于电流参数变化的分析研究 |
| 4.3.4 工况二中气隙悬浮力、转矩关于电流参数变化的分析研究 |
| 4.4 偏转状态磁场分析 |
| 4.4.1 磁场分析 |
| 4.4.2 气隙悬浮力、转矩关于电流参数变化的分析研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 磁阻式磁悬浮球形关节的动态特性分析 |
| 5.1 旋转磁场 |
| 5.1.1 旋转磁场解析模型 |
| 5.1.2 旋转电磁场有限元仿真 |
| 5.2 定子径向电磁力分析 |
| 5.2.1 定子径向电磁力模型 |
| 5.2.2 定子仿真验证 |
| 5.3 定子特性分析 |
| 5.3.1 建立模型并进行前处理 |
| 5.3.2 定子的模态分析 |
| 5.4 转子特性分析 |
| 5.4.1 转子模态原理 |
| 5.4.2 转子的模态分析 |
| 5.4.3 坎贝尔图 |
| 5.5 实验分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 6.1 全文的工作与总结 |
| 6.2 今后的研究工作 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
（5）基于解析-遗传算法的外转子永磁风力发电机优化设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景及意义 |
| 1.3 永磁电机齿槽转矩优化问题 |
| 1.4 本文研究的主要内容 |
| 第2章 电机磁场解析算法与遗传优化算法理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 永磁电机磁场解析计算 |
| 2.3 遗传优化算法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 外转子永磁风力发电机解析计算 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 计算模型 |
| 3.3 空载场解析模型的建立 |
| 3.3.1 各区域矢量磁位模型 |
| 3.3.2 方程的通解 |
| 3.3.3 边界条件的建立 |
| 3.4 空载电磁参数计算 |
| 3.4.1 空载磁场的计算 |
| 3.4.2 空载感应电势的计算 |
| 3.4.3 齿槽转矩的计算 |
| 3.5 负载解析模型的建立 |
| 3.5.1 各区域矢量磁位模型 |
| 3.5.2 方程的通解 |
| 3.5.3 边界条件的建立 |
| 3.6 负载电磁参数计算 |
| 3.6.1 负载磁场的计算 |
| 3.6.2 负载转矩的计算 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 基于解析-遗传算法的齿槽转矩优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于解析-遗传算法的齿槽转矩优化 |
| 4.2.1 遗传算法 |
| 4.2.2 齿槽转矩的优化实现 |
| 4.2.3 外转子永磁风力发电机优化计算实例 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 优化结果分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 磁场及感应电势结果对比分析 |
| 5.3 谐波分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 起动阻力矩的计算 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 起动阻力矩的分析计算 |
| 6.3 起动阻力矩的实验测量 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况 |
| 致谢 |
（6）异步电机振动抑制与故障诊断方法研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 电源谐波控制技术研究现状 |
| 1.3 交流电机振动与噪声问题研究现状 |
| 1.4 逆变器容错控制的研究现状 |
| 1.5 基于振动信号分析的电机滚动轴承故障诊断方法 |
| 1.6 本文研究工作 |
| 2 交流电机电磁振动和机械振动原理 |
| 2.1 逆变电源谐波与交流电机电磁振动 |
| 2.2 交流电机电磁振动噪声求解及相关理论 |
| 2.3 电机机械振动产生原因 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 基于随机PWM选择性消谐的异步电机振动抑制方法 |
| 3.1 随机PWM工作原理与振动噪声抑制 |
| 3.2 随机PWM选择性谐波消除机理分析 |
| 3.3 RPWM随机扩频控制中的开关频率优化控制 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 选择性消谐和电机振动抑制效果验证与分析 |
| 4.1 单相电压型逆变器RPWM选择性谐波消除方法仿真与实验分析 |
| 4.2 三相电压型逆变器RPWM选择性谐波消除方法仿真与实验分析 |
| 4.3 脉冲位于开关周期后端的RPWM选择性谐波消除方法验证与分析 |
| 4.4 多电平逆变器RPWM选择性谐波消除 |
| 4.5 交流异步电机振动噪声抑制与分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 逆变器故障容错控制及电机振动分析 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 逆变器开关函数和开路故障分析 |
| 5.3 三相逆变器故障容错控制及电机振动分析 |
| 5.4 级联多电平逆变器故障容错控制方法 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 异步电机结构参数影响分析与优化设计 |
| 6.1 定转子齿槽结构对电机径向磁密的影响 |
| 6.2 异步电机结构参数优化设计 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 电机滚动轴承机械振动信号分析 |
| 7.1 交流异步电机滚动轴承故障诊断研究意义 |
| 7.2 滚动轴承振动原因和常用计算方法 |
| 7.3 电机滚动轴承振动信号分析 |
| 7.4 电机滚动轴承故障诊断流程 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 基于振动信号分析EEMD联合SOM电机滚动轴承故障诊断 |
| 8.1 集成经验模态分解 |
| 8.2 IMF能量矩故障特征提取 |
| 8.3 SOM的故障识别 |
| 8.4 实验分析 |
| 8.5 本章小结 |
| 9 结论、创新点及展望 |
| 9.1 结论 |
| 9.2 创新点 |
| 9.3 展望 |
| 参考文献 |
| 查新结论 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（7）磁悬浮飞轮转子多学科优化设计与实验（论文提纲范文）
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.1.1 选题背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外磁悬浮飞轮研究现状 |
| 1.2.2 国内磁悬浮飞轮研究现状 |
| 1.3 论文研究工作与内容安排 |
| 第二章 磁悬浮飞轮结构及悬浮方案设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 磁悬浮飞轮结构方案设计 |
| 2.2.1 飞轮结构方案对比 |
| 2.2.2 飞轮结构方案筛选及主要结构功能介绍 |
| 2.2.3 系统主要零部件材料选择 |
| 2.2.4 飞轮重要结构详细设计参数 |
| 2.3 洛伦兹力磁轴承设计及方法总结 |
| 2.3.1 偏转轴向阻尼器洛伦兹力磁轴承设计 |
| 2.3.2 高刚度隐式洛伦兹力偏转磁轴承设计 |
| 2.3.3 洛伦兹力偏转磁轴承设计方法总结 |
| 2.4 磁轴承和传感器的检控共位设计及球面保护轴承设计 |
| 2.5 磁悬浮密封系统设计方法总结 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 磁悬浮飞轮电机转子结构优化设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 飞轮转子涡动频率分析 |
| 3.3 电机转子组件结构设计与分析 |
| 3.4 电机转子结构优化设计 |
| 3.4.1 优化模型的建立 |
| 3.4.2 优化方法和结果 |
| 3.5 电机转子气隙磁密建模仿真及实验 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 飞轮转子组件多学科优化设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 飞轮转子动力学建模分析及控制器简化 |
| 4.2.1 优化模型的建立 |
| 4.2.2 磁轴承通道解耦和控制器简化 |
| 4.3 转子组件优化 |
| 4.3.1 优化模型的建立 |
| 4.3.2 优化方法及结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 磁悬浮飞轮转子系统悬浮测试与实验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 磁悬浮飞轮转子模态仿真及实验 |
| 5.2.1 转子模态仿真 |
| 5.2.2 模态测试实验 |
| 5.3 转子不平衡振动仿真实验及径向平动悬浮通道解耦实验 |
| 5.3.1 优化前后转子不平衡振动仿真实验验证 |
| 5.3.2 转子径向平动悬浮通道解耦实验验证 |
| 5.4 转子离线动平衡实验及功耗测定实验 |
| 5.4.1 转子离线动平衡实验 |
| 5.4.2 转子功耗测定实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者及导师简介 |
（8）软磁复合材料电磁推力轴承结构设计及动态特性研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 电磁轴承的国内外研究现状 |
| 1.2.2 电磁轴承涡流问题研究现状 |
| 1.2.3 软磁复合材料研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 软磁复合材料电磁推力轴承结构设计 |
| 2.1 电磁推力轴承的基本结构 |
| 2.2 电磁推力轴承模型总体分析与目标函数 |
| 2.2.1 设计变量 |
| 2.2.2 双目标函数的建立 |
| 2.2.3 约束条件 |
| 2.2.4 不平衡磁拉力 |
| 2.3 优化计算结果 |
| 2.4 磁环的引入设计 |
| 2.5 小结 |
| 3 软磁复合材料电磁推力轴承电磁场有限元分析 |
| 3.1 有限元模型 |
| 3.2 电磁轴承轴向磁场分析 |
| 3.2.1 磁力线的分布 |
| 3.2.2 结果分析 |
| 3.3 径向电磁轴承磁场仿真分析 |
| 3.3.1 分析前处理 |
| 3.3.2 结果分析 |
| 3.4 磁回路等效分析 |
| 3.4.1 磁特性分析与磁回路计算 |
| 3.4.2 循回验证磁路 |
| 3.4.3 推力盘磁路仿真 |
| 3.5 小结 |
| 4 软磁复合材料电磁推力轴承动强度分析 |
| 4.1 电磁推力轴承力学模型 |
| 4.2 不均匀磁化承载力计算 |
| 4.2.1 磁极间的库仑力 |
| 4.2.2 电磁推力轴承不均匀磁化的承载力 |
| 4.3 其他承载力影响因素计算 |
| 4.3.1 相对转角对磁力的影响 |
| 4.3.2 磁隙对磁力的影响 |
| 4.4 轴承不均匀磁化的刚度 |
| 4.5 电磁推力轴承动强度 |
| 4.6 小结 |
| 5 基于新型材料SMCs的推力轴承动态性能分析 |
| 5.1 软磁复合材料SMCs特性 |
| 5.2 电磁推力轴承有效磁阻模型 |
| 5.3 有效磁阻分析 |
| 5.4 电磁推力轴承动态性能 |
| 5.5 小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（9）气磁轴承转子系统稳定特性分析及其检测系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 本文的研究背景及意义 |
| 1.2 静压气体轴承国内外研究和发展状况 |
| 1.3 主动磁轴承的国内外研究和发展现状 |
| 1.4 气磁混合轴承的国内外研究现状 |
| 1.5 转子检测系统研究现状 |
| 1.6 本论文主要研究内容 |
| 第2章 气磁轴承结构设计及其数学模型建立 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 径向气磁轴承设计 |
| 2.2.1 径向气磁轴承结构设计及工作原理 |
| 2.2.2 径向气磁轴承材料选择和参数确定 |
| 2.2.3 径向气磁轴承数学模型建立 |
| 2.3 轴向气磁轴承设计 |
| 2.3.1 径向气磁轴承结构设计及工作原理 |
| 2.3.2 轴向气磁轴承材料选择和参数确定 |
| 2.3.3 轴向气磁轴承数学模型建立 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 气磁轴承静态特性分析 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 径向气磁轴承静态特性分析 |
| 3.2.1 径向气磁轴承磁场分析 |
| 3.2.2 径向气磁轴承流场分析 |
| 3.2.3 径向气磁轴承气磁耦合分析 |
| 3.3 轴向气磁轴承静态特性分析 |
| 3.3.1 轴向气磁轴承磁场分析 |
| 3.3.2 轴向气磁轴承流场分析 |
| 3.3.3 轴向气磁轴承气磁耦合分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 气磁轴承转子系统动力学分析 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 气磁轴承转子系统动力学建模 |
| 4.2.1 转子动力学数学模型 |
| 4.2.2 轴承刚度阻尼计算 |
| 4.3 气磁轴承转子系统理论计算 |
| 4.4 转子系统模态分析 |
| 4.4.1 固有频率和模态振型分析 |
| 4.4.2 坎贝尔图 |
| 4.4.3 试验平台简述 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 气磁轴承转子系统检测系统研究 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 气磁轴承转子系统光学检测装置 |
| 5.2.1 光学检测装置工作原理 |
| 5.2.2 光学检测元件工作原理 |
| 5.3 气磁轴承转子系统位移检测算法 |
| 5.3.1 转子系统偏移方向判断 |
| 5.3.2 转子系统偏移位移计算 |
| 5.4 气磁轴承转子系统检测系统设计 |
| 5.4.1 检测系统硬件设计 |
| 5.4.2 检测系统软件设计 |
| 5.5 位姿检测试验 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文工作总结 |
| 6.2 今后研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士论文发表的情况 |
| 致谢 |
（10）基于自传感的磁轴承系统及其协调支承控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景和意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 磁轴承结构的国内外研究现状 |
| 1.3.2 磁轴承的自传感理论、方法和稳定性研究的国内外现状 |
| 1.3.3 基于电磁阻尼的振动抑制国内外研究现状 |
| 1.3.4 磁轴承现代控制技术和MIMO自抗扰系统国内外研究现状 |
| 1.4 磁轴承领域目前存在主要问题 |
| 1.5 本文的主要研究工作 |
| 第二章 基于自传感的磁轴承系统模型及鲁棒性问题 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 自传感磁轴承位移估计器的相移问题 |
| 2.2.1 单自由度磁轴承模型 |
| 2.2.2 典型自传感位移估计器 |
| 2.3 基于直接电流估计的自传感模型 |
| 2.3.1 PWM电流及其采样 |
| 2.3.2 基于最小二乘辨识的电流直接估计法 |
| 2.3.3 基于同步采样的电流直接估计方法 |
| 2.4 基于DCE的磁轴承自传感方法仿真 |
| 2.5 自传感磁轴承鲁棒性和灵敏度 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 基于自传感的电磁阻尼系统模型及其特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 电磁阻尼器的结构和模型 |
| 3.2.1 同位电磁阻尼器的基本结构 |
| 3.2.2 基于磁矢位的电磁阻尼器模型 |
| 3.3 电磁阻尼器特性的仿真分析 |
| 3.4 基于DCE的电磁阻尼器自传感模型 |
| 3.5 阻尼系数的频率特点与磁轴承伴随阻尼 |
| 3.6 电磁阻尼协调控制特性仿真 |
| 3.6.1 磁轴承PD控制器及其参数计算 |
| 3.6.2 磁轴承PD控制系统性能仿真 |
| 3.6.3 电磁阻尼器抑制振动性能仿真 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 基于刚度/阻尼协调支承的磁轴承致稳模型 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 电磁刚度和阻尼组合支承的基本模型 |
| 4.3 基于刚度/阻尼协调支承的磁轴承致稳模型 |
| 4.3.1 刚度/阻尼组合支承的磁轴承简化模型 |
| 4.3.2 磁悬浮转子的刚度/阻尼致稳模型 |
| 4.4 磁轴承的LADRC自抗扰系统 |
| 4.4.1 线性扩张状态观测器的建立 |
| 4.4.2 线性状态误差反馈律 |
| 4.4.3 扰动补偿 |
| 4.5 改进的自抗扰磁轴承控制器 |
| 4.6 刚度/阻尼协调支承控制仿真 |
| 4.6.1 自传感磁轴承的Simulink模型 |
| 4.6.2 自传感阻尼器的Simulink模型 |
| 4.6.3 陀螺效应的抑制仿真 |
| 4.6.4 临界振动抑制仿真 |
| 4.7 协调支承磁轴承的鲁棒性 |
| 4.7.1 差动磁轴承的基本模型 |
| 4.7.2 差动磁轴承的线性周期模型 |
| 4.7.3 协调支承磁轴承的开关电流及周期性 |
| 4.7.4 协调支承差动磁轴承的鲁棒性问题 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 磁轴承致稳系统的实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验系统设计 |
| 5.2.1 磁轴承自传感实验系统设计 |
| 5.2.2 电磁阻尼实验系统设计 |
| 5.3 磁轴承系统的自传感试验 |
| 5.4 磁轴承系统的刚度/阻尼协调支承控制试验 |
| 5.4.1 电磁阻尼器的自传感控制试验 |
| 5.4.2 单自由度磁轴承自抗扰系统的控制试验 |
| 5.4.3 五自由度磁轴承系统的刚度/阻尼协调支承自抗扰控制试验 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 本文研究主要结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 1 作者简历 |
| 2 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 3 参与的科研项目 |
| 4 发明专利 |
| 学位论文数据集 |
四、电磁轴承磁场分析和优化设计（论文参考文献）
- [1]十二极异极径向混合磁悬浮轴承的研究[D]. 段一戬. 桂林理工大学, 2021(01)
- [2]容错控制下电磁轴承磁场分析[D]. 王佳良. 浙江理工大学, 2021
- [3]基于磁轴承一体化的电感传感器性能分析[D]. 张善猛. 扬州大学, 2021(08)
- [4]磁阻式磁悬浮主动关节的机理与性能研究[D]. 孙国荣. 扬州大学, 2021(08)
- [5]基于解析-遗传算法的外转子永磁风力发电机优化设计[D]. 徐志凯. 青岛理工大学, 2020(01)
- [6]异步电机振动抑制与故障诊断方法研究[D]. 李国华. 辽宁工程技术大学, 2020
- [7]磁悬浮飞轮转子多学科优化设计与实验[D]. 姚舒晏. 北京石油化工学院, 2020(06)
- [8]软磁复合材料电磁推力轴承结构设计及动态特性研究[D]. 侯天阳. 西安科技大学, 2020(01)
- [9]气磁轴承转子系统稳定特性分析及其检测系统设计[D]. 白文鑫. 扬州大学, 2020(04)
- [10]基于自传感的磁轴承系统及其协调支承控制研究[D]. 胡雄心. 浙江工业大学, 2020