一、自控型八极磁力轴承系列的实验研究——导航系统中浮动型惯性敏感元件用磁力轴承系列的研究(2)（论文文献综述）
侯二永[1]（2013）在《磁悬浮控制力矩陀螺结构设计与动力学分析》文中认为控制力矩陀螺（Control Moment Gyroscope,CMG）是大型航天器及快速机动卫星姿态控制系统的主要执行机构。本文围绕一种空间站用大型磁悬浮单框架控制力矩陀螺（Single Gimbal CMG,SGCMG）,从系统关键组件结构优化设计、磁轴承支承特性、系统动力学特性和转子不平衡振动及其抑制等方面,进行了较为系统和全面地研究,主要完成了如下工作:1、概述了CMG基本理论,总结了空间用磁悬浮飞轮常用构型,并对比分析了各种构型的优缺点。选择四轴主动型结构作为本文SGCMG磁悬浮飞轮构型,确定了SGCMG系统总体结构形式。2、对磁悬浮SGCMG关键组件进行了结构优化设计和力学校核。采用序列二次规划法对飞轮转子组件进行了结构优化设计;考虑高速离心载荷作用,设计了多层嵌套转子组件各配合面的过盈量,计算了转子组件在额定转速下的应力和位移分布情况;计算了不同转速下转子组件的模态振型及固有频率。采用解析方法对飞轮定子组件进行了结构优化设计,对优化设计的定子组件利用有限元法进行了刚度校核。对SGCMG陀螺房进行了动力学、静力学和稳定性分析。3、采用等效磁路法和有限元法研究了SGCMG飞轮用径向混合磁轴承（Radial Hybrid Magnetic Bearing,RHMB）支承特性。介绍了RHMB基本结构和工作原理,基于等效磁路采用迭代法分别设计了RHMB永磁磁路和电磁磁路结构参数。基于建立的RHMB永磁和电磁等效磁路,分别采用积分法和传统线性近似法计算了RHMB气隙磁阻、磁通密度分布和转子受力。采用有限元法计算了RHMB磁场分布及径向磁力,分析了通道间磁通和磁力耦合情况。分析了RHMB轴向和倾斜被动稳定机理,分别采用等效磁路法和有限元法计算了RHMB轴向被动回复力和倾斜被动回复力矩及轴向和倾斜被动回复刚度,研究了结构参数对轴向和倾斜被动稳定特性的影响。4、研究了磁悬浮SGCMG动力学特性。采用拉格朗日方法推导了磁悬浮SGCMG框架-飞轮系统运动微分方程。研究了飞轮转子进动的基本振型,分别计算了框架固定和自由时飞轮转子进动频率随转速变化情况,分析了框架对转子进动频率和临界转速的影响。研究了磁悬浮SGCMG动框架效应,提出了基于框架角速率前馈补偿的动框架效应抑制方法并进行了仿真验证,研究了模型参数准确性和框架速率信号滞后对前馈校正效果的影响。5、研究了磁悬浮SGCMG飞轮转子不平衡响应及抑制方法。分析了刚性转子不平衡状态,建立了SGCMG磁悬浮飞轮不平衡强迫振动微分方程。研究了磁悬浮飞轮径向平动和转动不平衡响应,分析了不平衡振动对陀螺力矩的影响。介绍了不平衡振动主动控制的基本原理,提出了“广义凹陷滤波”+“位移刚度力补偿”的不平衡振动主动抑制方法并进行了仿真验证。研究了模型参数误差对不平衡振动抑制效果的影响。
董宏涛[2]（2006）在《磁力轴承功率放大器的设计与仿真》文中指出磁力轴承利用可控的电磁力将转子无接触地稳定悬浮,并且刚度与阻尼均可控可调,具有传统轴承无法比拟的优点,被称为是支承技术的一场革命。 功率放大器是磁力轴承控制系统的重要组成部分,它将控制信号放大或转换成有足够能量的功率信号以驱动电磁铁执行器,它的性能优劣对控制系统具有重要影响。 磁力轴承的特点决定了它需要高性能、高效率的功率放大器,同时也决定了一般的商品化功放很难满足使用要求,多数应专门设计,且设计中存在很大的难度和多样性。 为此,本文对磁力轴承系统的功率放大器进行了研究,主要工作如下: 在对磁力轴承的系统组成进行全面介绍的基础上,又以单自由度系统为例,详细分析了磁力轴承系统的数学描述,为功率放大器的分析做准备;从放大电路的四种模型入手,以电流控制的开关功放为主,对磁力轴承功率放大器的基本理论作了透彻分析,并且详细讨论了开关功放的结构组成,给出了按脉冲形成电路的不同而划分的开关功放的四种类型;对目前应用最广的PWM开关功放展开了研究,讨论了PWM调制器的实现方式,给出了PWM开关功放的一个设计示例,并介绍了几种基于PWM的新型开关功放;介绍了两款各有特色的仿真软件MATLABSimulink与MultiSIM,分别运用这两款软件对三电平PWM开关功放和三电平电流模式开关功放进行了仿真设计,并对结果进行了分析。 在总结全文的基础上,对磁力轴承功率放大器的研究进行了展望。
二、自控型八极磁力轴承系列的实验研究——导航系统中浮动型惯性敏感元件用磁力轴承系列的研究(2)（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、自控型八极磁力轴承系列的实验研究——导航系统中浮动型惯性敏感元件用磁力轴承系列的研究(2)（论文提纲范文）
（1）磁悬浮控制力矩陀螺结构设计与动力学分析（论文提纲范文）
| 缩略词表 |
| 符号表 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.1.1 磁悬浮SGCMG需求分析 |
| 1.1.2 CMG研究现状 |
| 1.1.3 磁悬浮飞轮研究现状 |
| 1.1.4 本文研究目的 |
| 1.2 相关技术研究综述 |
| 1.2.1 磁悬浮飞轮转子结构优化设计 |
| 1.2.2 磁轴承结构设计 |
| 1.2.3 磁悬浮飞轮系统与基础耦合振动 |
| 1.2.4 不平衡振动控制技术 |
| 1.3 论文研究思路及主要内容 |
| 1.3.1 论文研究思路 |
| 1.3.2 论文主要内容及组织结构 |
| 第二章 CMG概述及磁悬浮飞轮构型选择 |
| 2.1 CMG概述 |
| 2.1.1 CMG基本组成、分类及优点 |
| 2.1.2 CMG力矩输出原理 |
| 2.1.3 SGCMG力矩放大原理 |
| 2.2 磁悬浮飞轮构型分析与选择 |
| 2.2.1 空间用磁悬浮飞轮构型 |
| 2.2.2 磁悬浮SGCMG飞轮构型选择 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 磁悬浮SGCMG关键组件结构优化设计 |
| 3.1 转子结构优化设计 |
| 3.1.1 结构优化设计 |
| 3.1.2 静力学分析 |
| 3.1.3 动力学分析 |
| 3.2 定子结构优化设计 |
| 3.2.1 问题简化 |
| 3.2.2 定子轴刚度约束 |
| 3.2.3 定子轴强度约束 |
| 3.2.4 优化设计 |
| 3.2.5 刚度校核 |
| 3.3 陀螺房结构设计 |
| 3.3.1 基本结构及设计要求 |
| 3.3.2 动力学分析 |
| 3.3.3 静力学分析 |
| 3.3.4 稳定性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 磁悬浮SGCMG磁轴承支承特性分析 |
| 4.1 磁轴承结构设计与径向承载特性 |
| 4.1.1 基本结构与工作原理 |
| 4.1.2 基于EMCM的磁场与径向磁力计算 |
| 4.1.3 基于FEM的磁场与径向磁力计算 |
| 4.1.4 漏磁系数计算 |
| 4.2 磁轴承轴向被动稳定特性分析 |
| 4.2.1 有限元模型试验验证 |
| 4.2.2 结构参数对轴向被动稳定特性的影响 |
| 4.2.3 基于EMCM的轴向力计算 |
| 4.3 磁轴承倾斜被动稳定特性分析 |
| 4.3.1 倾斜被动稳定机理 |
| 4.3.2 基于EMCM的倾斜被动回复力矩计算 |
| 4.3.3 基于FEM的被动回复力矩计算模型验证 |
| 4.3.4 结构参数对倾斜被动稳定特性的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 磁悬浮SGCMG动力学特性研究 |
| 5.1 运动微分方程 |
| 5.1.1 坐标系 |
| 5.1.2 转子角速度 |
| 5.1.3 转子动量矩 |
| 5.1.4 运动微分方程 |
| 5.2 框架对系统频率特性的影响 |
| 5.2.1 频率方程 |
| 5.2.2 进动频率及振型 |
| 5.3 动框架效应及抑制 |
| 5.3.1 动框架效应 |
| 5.3.2 动框架效应抑制 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 磁悬浮SGCMG飞轮不平衡响应及抑制 |
| 6.1 不平衡状态及不平衡振动微分方程 |
| 6.1.1 刚性转子的不平衡状态 |
| 6.1.2 不平衡振动微分方程 |
| 6.2 不平衡响应 |
| 6.2.1 径向平动不平衡响应 |
| 6.2.2 径向转动不平衡响应 |
| 6.2.3 磁轴承坐标系中不平衡响应 |
| 6.2.4 不平衡振动对陀螺力矩的影响 |
| 6.3 不平衡振动主动抑制 |
| 6.3.1 基本原理 |
| 6.3.2 补偿方法 |
| 6.3.3 仿真验证 |
| 6.3.4 模型参数的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间取得的学术成果 |
（2）磁力轴承功率放大器的设计与仿真（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的目的及意义 |
| 1.2 磁力轴承国内外发展概况 |
| 1.3 磁力轴承功率放大器研究现状 |
| 1.4 课题来源及论文的主要内容 |
| 第2章 磁力轴承的系统组成及其数学描述 |
| 2.1 磁力轴承系统的组成 |
| 2.1.1 轴承电磁铁 |
| 2.1.2 传感器 |
| 2.1.3 控制器 |
| 2.1.4 功率放大器 |
| 2.2 磁力轴承系统的数学描述 |
| 2.2.1 差动磁力轴承的力学模型 |
| 2.2.2 转子动力学方程 |
| 2.2.3 系统的电学方程 |
| 2.2.4 系统的传递函数 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 磁力轴承功率放大器 |
| 3.1 磁力轴承功率放大器概述 |
| 3.1.1 放大电路的四种模型 |
| 3.1.2 电压控制和电流控制 |
| 3.1.3 线性功放和开关功放 |
| 3.2 开关功放基本理论 |
| 3.2.1 开关功放的效率 |
| 3.2.2 开关功放的失真 |
| 3.2.3 开关功放的频带 |
| 3.2.4 开关功放的干扰控制 |
| 3.2.5 功放的电流变化率 |
| 3.2.6 电磁铁的力变化率 |
| 3.3 开关功放的组成 |
| 3.3.1 电流调节器 |
| 3.3.2 脉冲调制器 |
| 3.3.3 隔离驱动单元 |
| 3.3.4 功率电路的拓扑结构 |
| 3.3.5 功率电路的功率器件 |
| 3.3.6 线圈绕制 |
| 3.3.7 电流传感器 |
| 3.4 开关功放的分类 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 磁力轴承PWM型开关功放 |
| 4.1 PWM型开关功放 |
| 4.1.1 PWM开关功放的脉冲调制器 |
| 4.1.1.1 模拟控制方式 |
| 4.1.1.2 数字控制方式 |
| 4.1.2 PWM开关功放设计示例 |
| 4.1.2.1 电流调节器 |
| 4.1.2.2 PWM电路 |
| 4.1.2.3 光电隔离驱动 |
| 4.1.2.4 功率输出电路 |
| 4.1.2.5 电流检测环节 |
| 4.2 几种改进的 PWM型开关功放 |
| 4.2.1 软开关 PWM |
| 4.2.2 三电平 PWM |
| 4.2.3 多级SPWM |
| 4.2.4 多桥臂SVPWM |
| 4.2.5 集成PWM功率放大器 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 设计与仿真 |
| 5.1 计算机仿真技术与两款仿真软件介绍 |
| 5.1.1 计算机仿真技术概述 |
| 5.1.2 MATLAB\Simulink介绍 |
| 5.1.3 MULTISIM介绍 |
| 5.2 基于MATLAB\Simulink的三电平PWM功放设计与仿真 |
| 5.2.1 三电平PWM功放的设计 |
| 5.2.2 三电平PWM功放的仿真 |
| 5.3 基于MULTISIM的三电平电流模式开关功放设计与仿真 |
| 5.3.1 三电平电流模式开关功放的设计 |
| 5.3.2 三电平电流模式开关功放的仿真 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
四、自控型八极磁力轴承系列的实验研究——导航系统中浮动型惯性敏感元件用磁力轴承系列的研究(2)（论文参考文献）
- [1]磁悬浮控制力矩陀螺结构设计与动力学分析[D]. 侯二永. 国防科学技术大学, 2013(11)
- [2]磁力轴承功率放大器的设计与仿真[D]. 董宏涛. 武汉理工大学, 2006(08)