混合 3D 电磁仿真方法

混合 3D 电磁仿真方法

一、混合式三维电磁模拟方法(论文文献综述)

刘亿[1](2020)在《多级内爆磁通量压缩过程数值模拟研究》文中提出MC-1型柱面内爆磁通量压缩发生器技术(简称MC-1技术)是一种将炸药爆轰产生的高能量密度化学能转化成超强电磁能的动态加载技术,基于该原理的MC-1多级装置可以产生超高磁场和超高压力,具有等熵性好、加载压力高、温升低等显着特点,目前已经逐渐成为研究强磁场物理、材料合成以及高压相变的重要实验工具。复合多层密绕螺线管套筒作为多级MC-1装置的核心构件,其力学和电磁性质对整个内爆压缩过程的结果十分重要,套筒尺寸参数及材料选择会直接影响到加载效果。本文针对复合多层密绕螺线管的特殊几何构型,将通电情况下螺线管在电磁作用下的变形结果模型加入到有限元动力分析程序LS-DYNA中。利用数值模拟的方法探究复合密绕螺线管在内爆冲击和电磁载荷共同加载的情况下的动态响应过程及其界面不稳定性的发展。全文主要内容如下:第一章主要介绍了磁通量压缩装置的工作原理、发展历程以及现阶段国内外的研究现状。同时也对目前复合材料的动态损伤力学特性研究方法进行了部分调研,分析总结功能型复合材料在数值模拟分析中需要注意的问题以及相应的方法,明确全文的工作内容和工作重点。第二章通过对复合密绕螺线管结构的详细介绍,阐明其在内爆磁通量压缩过程中的作用,对复合密绕螺线管套筒的制作工艺进行了详细的分析,明确了生产过程中易产生误差的工艺步骤。对无法通过工艺改进减小的误差进行记录,在后续的数值模拟过程中进行误差分析。并针对内爆磁通量压缩过程的特点,提出高速冲击螺线管金属-环氧混合层的二维模型,为套筒内爆压缩动态响应分析提供参数参考。第三章对复合密绕螺线管套筒进行三维瞬态磁场分析,用数值模拟的方法得到实验工况激励参数下套筒内部的初始磁场数值以及分布情况,提取套筒螺旋层和回流层的洛伦兹力数值作为炸药内爆压缩套筒数值模拟过程中的初始条件。并分析套筒加工过程中存在的误差对实验结果的具体影响。第四章使用LS-DYNA软件建立复合密绕螺线管套筒内爆压缩的有限元模型,实现套筒内爆动态响应过程分析;同时基于第二、三章的结果,在模型基础上加载电磁力时程曲线,修改复合材料部分材料参数,分别从轴向和径向分析了一二级套筒的内爆压缩过程。探究MC-1装置装配误差、复合套筒建模方式等一系列因素改变对最终数值实验结果的影响。第五章总结全文的主要结论,分析研究方法的特点和不足,对下一步工作提出展望。

鲁炳林[2](2018)在《仿生眼用两自由度混合式步进电机的研究》文中认为2015年,我国发布了《中国制造2025》战略规划,将机器人产业的发展提升到战略层面。机器人技术集众多高科技于一身,其应用不仅从制造领域走向非制造领域,而且正以惊人的速度不断向军事、航天、医疗、服务、交通、娱乐等非工业领域扩展。随着机器人应用领域的不断扩展,对机器人智能程度的要求也在不断提高,因此给机器人配备智能仿生眼,使其像人类一样感知和获取环境信息、快速准确地识别和跟踪目标显得尤为重要。电机是机器人仿生眼的驱动部件,机器人智能化的发展对仿生眼用电机提出了更高的要求,如体积小、重量轻、结构紧凑、定位精度高、运行范围大、输出力矩大、机械结构简单等。显然,无需位置传感器就能够实现高精度位置控制的两自由度混合式步进电机是仿生眼驱动的理想选择。但是,不但目前的两自由度混合式步进电机结构复杂,体积大,难以满足仿生眼驱动要求,而且混合式步进电机目前的理论分析方法、混合式步进电机标准的转子磁体结构,也难以满足仿生眼驱动用两自由度混合步进电机结构的创新和分析及优化需求。因此本文基于仿生眼驱动用两自有度混合式步进电机,对混合式步进电机的研究方法及磁体结构进行创新、对两自由度混合式步进电机原理及结构进行创新、对新型两自由度电机进行性能分析,本文主要包括以下几部分内容:1.混合式步进电机齿层计算转矩法及二二维等效有限元分析方法的提出、理论证明及验证首先,对混合式步进电机最常用的场路结合分析方法——齿层比磁导法进行改进,提出了一种新型电磁转矩计算方法——齿层计算转矩法。该方法避免了齿层比磁导法中电机整体磁共能对转角的求导,具有方法简单、计算精度高的特点。由于步进电机是由多齿层、多磁动势源及其他磁路相互串并联构成的复杂闭合磁路系统,本文从简化的步进电机入手,逐步过渡到实际的步进电机,提出求解步进电机电磁转矩的齿层计算转矩法,并给出理论证明和有限元分析验证,建立以矢量磁位为变量的非线性方程组,通过求得的各节点磁位及磁路磁压降,查得齿层转矩值,进而求得电机的电磁转矩及其他参数。其次,针对混合式步进电机三维有限元分析方法计算耗时大、效率低的不足,提出了其新型二维等效有限元分析方法,具有分析模型建立方便、计算精度高、计算速度快等优点,可用于求解电机静稳态问题及瞬态问题。所建立的二维等效有限元分析模型由实际电机三维模型通过结构等效变换得到,因此具有原理上的正确性。此外,所建立的二维等效有限元分析模型能够考虑到定、转子铁心叠片间绝缘层磁阻(相当于气隙)对永磁磁场轴向分布特性的影响,因而具有较高的计算精度。该方法的正确性通过三维有限元仿真计算得到了验证。2.新型定子磁体混合式步进电机的提出、结构原理及性能分析为消除传统转子磁体混合式步进电机的结构弊端、提高电机的性能,提出了一种新型定子磁体混合式步进电机(stator-permanent-magnet hybrid stepping motor,SHSM)。SHSM的基本结构由转子磁体混合式步进电机通过结构等效变换得到,因此两种电机具有完全相同的工作原理。设计并试制了一台2相8极50齿SHSM样机,并且进行了有限元仿真和样机实验研究,验证了 SHSM工作原理的实际可行性及理论分析的正确性。通过电机拓扑结构分析,提出了四种结构定子磁体混合式步进电机:1对磁体SHSM、2对磁体SHSM、增强型1对磁体SHSM、增强型2对磁体SHSM。建立了各种结构SHSM的比较模型,从空载特性、负载特性方面对电机性能进行了比较分析,并进行了有限元仿真验证。3.定子磁体与转子磁体混合式步进电机的性能比较分析定子磁体馄合式步进电机(SHSIM)是一种新型结构的混合式步进电机,其运行原理与普通转子磁体混合式步进电机相同,但转子结构更为简单、转子机械强度更高、转矩及功率密度更大、永磁体散热更容易、设计分析计算更为方便。为评价SHSM的性能,本文从永磁气隙磁密、最佳铁心迭长、永磁转矩、定位转矩及转矩脉动、定转子铁心磁通密度、输出转矩及功率密度、永磁体漏磁及利用率等方面对其与转子磁体混合式步进电机进行综合分析比较。首先给出基本解析分析,进而构建了两种电机的有限元仿真模型并进行有限元分析比较,验证了解析分析的正确性。4.新型两自由度混合式步进电机的提出、结构原理及电磁耦合分析为满足仿生眼用电机体积小、重量轻、结构紧凑、定位精度高、运行范围大、输出力矩大、机械结构简单等要求,提出了三种新型结构两自由度混合式步进电机:(1)球形正交结构两自由度混合式步进电机;(2)球形非正交结构两自由度混合式步进电机;(3)非球形结构两自由度混合式步进电机。每种电机的子电机均可采用定子磁体或转子磁体混合式步进电机结构。为深入了解几种不同结构两自由度混合式步进电机的特点,以便针对不同场合选取合适的机型进行实际应用,从工作原理、运行范围、定位精度、转矩密度、不平衡力等各个方面对三种电机进行了综合分析比较。此外,针对组成两自由度电机的两个子电机之间的电磁耦合进行了研究,分析了其产生电磁耦合的原因,提出抑制耦合磁场的措施,以提升两自由度电机的性能,同时简化电机分析,可以将两自由度电机分解成两个子电机分别分析。5.新型两自由度混合式步进电机的性能分析及样机实验验证以球形正交结构两自由度混合式步进电机为例,建立了电机的二维等效有限元分析模型,包括二维静态耦合等效模型和二维非耦合等效模型,对电机的空载特性、负载特性、定位精度、单边磁拉力、电磁耦合磁场影响等进行了综合分析。设计加工了三种新型结构两自由度混合式步进电机的样机并进行了实验研究,验证了电机工作原理的实际可行性及理论分析的正确性。

阿岩松[3](2019)在《虚拟现实(VR)技术在初中物理实验中的设计及应用研究》文中研究说明信息技术的快速发展为学科教学提供了新思路,如何在学科教学中更好地运用信息技术是教育研究者和一线教师当下关注的研究话题。物理课程中的物理实验是学生学习物理的重要组成部分,然而在实际教学中,很多中学因为实验条件有限而教学效果不佳,无法满足每个学生的学习需求。虚拟现实VR技术作为拥有广阔想象空间功能的技术,不仅可以模拟真实环境扩大人们的认知范围,还可以构建并制作在现实中难以观察到的物理现象。本研究尝试通过利用虚拟现实技术对初中物理实验进行再次开发,将虚拟现实技术应用到初中物理实验教学当中,分别从教学分析、教学设计、教学开发、教学实施、教学评价五个环节进行研究,并构建了分组探究型虚拟实验教学和演示型虚拟实验教学两种教学方式,改变“教师讲、学生听”、“学生观察实验机会少”、“学生对实验原理一知半解”等实际问题,用虚拟现实的场景,激发学生对物理现象的好奇,从而达到对物理本质的探究,以培养学生解决问题的能力和创新能力,用虚拟实验来提升教学效果以及学生实验学习效果。探究虚拟现实技术在物理实验教学中的价值所在。研究结果表明:本研究中设计的虚拟现实技术开发的实验对学生学习初中物理实验的兴趣、学习态度都有将明显的改善;在教学重难点理解、实验内容掌握上都有较明显的效果,促进了师生、生生间的交流;证明构建的两种教学方式的有效性,通过实践发现虚拟现实在应用过程中的问题,并提出解决对策和建议,虚拟现实实验资源开发及VR硬件配备是在今后研究中值得关注的问题。

代祥[4](2020)在《面向液态和固态农药的在线混合混药器及其性能评价研究》文中研究表明农药在线混合应用可在实现精准变量喷雾的同时减少农药浪费及环境污染,以及避免人药直接接触,开展面向液态和固态农药的在线混合混药器及其性能评价研究可为农药的精准变量施用提供可行技术方案。本文基于理论分析研究了液态农药与水在线混合过程,以设计能促进液态农药均匀混合、同时在脉动注入时能减轻混合浓度不一致性的混药器结构。研究表明:较强的湍流强度及农药分散注入可提高液态农药混合效果,农药注入量增加可提升农药在检测管各处分布概率;依靠湍流混合效果及农药注入脉动抑制结构,可减轻时间序列上浓度不一致性;进而可设计出基于湍流混合的文丘里型射流混药器(A)、基于农药多点注入的夹层孔管混药器(B)、以及由上述两种结构结合的夹层孔管射流混药器(C)和通过简化混药器C获得的简化夹层混药器(D),混药器D也可视作基于夹层孔管结构优化的混药器A。基于主成分分析PCA算法对上述液态农药混药器进行均匀性性能评价。结果表明:随载流流量(Q)增高混药器均匀性均逐渐改善,但从Q=800增加至2000mL/min所带来的H值(PCA算法所得)变化不及将混合比(P)从1:100增至10:100明显;随着P增加,各混药器表现不同,混药器A均匀性逐渐下降;混药器B在P较高条件下性能优于混药器A;混药器D(Have=12.46)优于混药器A(Have=15.35)和混药器B(Have=14.65),但次于混药器C(Have=4.08);混药器D经进一步结构优化通常可满足均匀性要求。基于时间序列上浓度变异系数法(CVT)进行了上述混药器浓度一致性评价,基于自相关(R)和近似熵(ApEn)描述了浓度脉动,即周期性特征。结果表明:较高的Q,P以及农药注入频率(F)有助于降低混合液浓度的不一致性(CV值);混药器A的CV值高达0.0412,同时表现出明显的周期特征和浓度脉动;具有夹层孔管结构衰减脉动噪声的混药器B降低CV至0.0125,自相关分析不能完全确定其注入周期,浓度序列自相关性最高;结合两者结构的混药器D虽仍表现出脉动特性,但CV低至0.026;混药器B虽可在农药脉动注入下降低浓度不一致性但结构复杂,而混药器D具有结构简单的优点;混合均匀性与浓度一致性有正相关性,脉动注入较强时需均匀性更好的混药器。完善了基于图像的液态农药混合均匀性评价体系。具有描述混合均匀性潜能的CVT算法、为评价混药器均匀性所提出的灰度共生矩阵法(GLCM),不能完全反映实际均匀性变化;信息熵(HIE)法高估均匀度;而单帧图像像素波动法(CVS),在混合液分层时有所低估;直方图二阶矩(HSM)法仅考虑ROI中的整体亮度变化,而无农药位置分布相关信息,使其稍夸大了不同工况下的均匀性差异;基于ROI子区域间相似性得到的面积加权法(OAU)和PCA法弥补了HSM的缺陷,获得了较高准确性。设计了基于气流卷携粉剂农药的多点注入射流混药器。使用气流卷携进行粉剂农药在线混合时,进气压力Pr改变了气液流型及喷雾效果;随Pr增大,流型逐渐从纯液流、少量气泡流转变成大量气泡流甚至环状流;喷雾液膜区逐渐减小至消失,喷雾角逐渐变大;初步确定了满足粉剂与载流充分混合基本条件,其在线混合工况为Q=1800mL/min,Pr=0.11MPa;多点注入射流混药器中注入点个数n、面积比m、喷嘴直径dn对均匀性影响显着,而嘴管距Lnt则不明显,最优结构参数为:n=2,m=1:4,dn=2.5mm,Lnt=4mm;利用OAU可对粉剂沉积均匀性进行评估,最优结构的多点注入射流混药器使得粉剂沉积分布均匀性达到0.8123,略低于预混合喷雾(0.8492),明显优于无混药器直接注入喷雾(0.6657)。将最优结构的多点注入射流混药器简化调整注入点至n=1,得到针对固态水分散粒剂农药(WDG)的单点注入射流混药器。因基于3D图像重构的WDG混合均匀性评价方法可行,故与基于单视角图像的方法一起可参与混药器性能评价。试验及分析评价表明:随着Q以及WDG加入量(ξ)升高,WDG分布均匀性明显上升,各区域粒子含量逐渐接近;颗粒沉降速度及检测距离增高可显着降低粒子流化作用,导致管底聚集;与载流密度相似,直径更小的WDG粒子将有助于其在线混合应用。本文通过分析液态和固态农药在线混合机理,设计了适用的在线混合混药器,并进行了基于图像的的混合效果性能评价研究,为该变量喷雾方式的实际应用提供了可行方案;同时,构建的基于图像方法进行农药在线混合效果评估的体系,丰富了非侵入式农药在线混合效果测试手段。

徐慧[5](2020)在《机械变磁通混合式转子结构永磁同步电机设计与多物理场仿真》文中提出针对传统永磁同步电机内部磁场难以灵活调节的问题,提出了一种带自动调磁装置的混合式转子结构永磁同步电机。该电机由混合式转子结构电机(Hybrid Rotor-structure Permanent Magnet Synchronous Motor,HRPMSM)和附加的机械自动调磁装置组成,为了确定配合该类调磁装置使用的永磁电机最佳拓扑结构参数,将HRPMSM的定子、转子参数进行优化并与内置式转子结构永磁同步电机的电磁特性做对比,确定较优拓扑结构。分析了电机和调磁装置的运行原理,利用有限元仿真和机械动力学仿真研究了电机在不同运行状态下,气隙磁密、空载反电势、转速-转矩关系以及调磁装置的齿轮旋转角度等,验证了调磁装置的可行性与可靠性。通过多物理场仿真,得到HRPMSM在不同转速下的温升分布情况,并校验了HRPMSM的转子强度。本文研究结果为该类机械变磁通电机设计提供参考。本文主要研究工作及成果如下:(1)电机的本体定转子优化。利用Ansoft Maxwell软件,对HRPMSM的定转子参数进行优化,对表贴式永磁体的极弧系数、偏心距离,内置式永磁体直径、磁障间距以及槽口大小等进行参数化扫描,得到其与电机转矩特性间的变化关系。结合电机转矩性能的若干指标综合分析,确定适合该电机本体的最优定转子参数,减小电机的齿槽转矩,增大转矩均值,综合提升了电机的运行特性。(2)HRPMSM电磁特性对比。将内置式永磁同步电机和HRPMSM两台参数基本一致的电机做额定转速下的运行特性对比,通过仿真分析得到HRPMSM中两种不同类型的永磁体在电机空、负载运行下对电机性能的作用及两者间互相影响关系。其次对HRPMSM的弱磁性能进行了研究,分析对比内置式圆形永磁体旋转不同角度时,HRPMSM内部磁场的变化以及弱磁效果,得到弱磁效果随旋转角度变化的规律。(3)调磁装置结构设计和仿真。为了增强调磁装置的稳定性和在运行时齿轮和连杆对永磁体的径向力,提出了双侧调磁装置的结构。借助ADAMS软件对调磁装置的可靠性进行验证,通过动力学仿真得到了装置在变速驱动下转盘加速度、滑块推动齿轮旋转的角度以及弹簧随时间形变规律。(4)多物理场仿真。利用Maxwell软件计算电机发热源参数,在ANSYS Workbench软件中搭建温度场与应力场仿真模型,根据电机使用材料确定导热系数和散热系数,通过仿真结果得到电机在不同转速时各部件的温升分布规律和形变情况。

杨涛[6](2019)在《多稳态能量收集系统的非线性动力学行为及应用研究》文中指出新型振动结构的设计是能量收集技术发展必不可少的环节。传统的线性振动装置只有当外界激励源振动频率与其固有频率接近时才具有较高的发电效率;基于磁弹性结构实现的非线性装置存在磁耦合作用、能量转换机制单一的技术难题。尽管工程中存在着一些多稳态弹簧-质量系统,但由于其多稳态动力学理论研究甚少、响应机理不清及研究方法不完善等原因,因而制约了多稳态弹簧-质量系统在振动能量收集领域的应用。本文基于光滑与不连续(SD)振子衍生的多稳态弹簧-质量系统,建立能量收集系统机电耦合动力学模型,研究多稳态振动能量收集系统的非线性特性,厘清其复杂动力学行为及响应机理,充实多稳态动力学理论体系;探讨多稳态弹簧-质量系统应用于振动能量收集的新方案,避免磁弹性结构设计带来的磁耦合干扰,为宽带弱激励强度和低频-超低频激励下的振动能量收集等工程应用难题提供新方法。主要研究内容和成果如下:设计了新型的电磁式和电磁-压电混合式双稳态振动能量收集系统,得到系统的机电耦合控制方程;通过广义谐波变换,对机电耦合控制方程进行解耦,得到等效的非线性控制方程。首先,利用随机平均法,研究了电磁式双稳态振动能量收集系统在高斯白噪声激励下的响应统计特征,讨论了系统参数对稳态概率密度、平均收集功率及随机共振的影响。在随机共振现象发生的条件下,系统可以产生大振幅振动,从而提升能量收集的性能。其次,设计了电磁-压电混合式双稳态振动能量收集系统。对该系统在高斯色噪声激励下的有效势能、随机P-分岔、平均收集功率及周期吸引子的稳定性等进行分析,发现在大振幅周期吸引子向小振幅周期吸引子的转换过程中出现噪声增强稳定性现象,标志着大振幅周期吸引子的稳定性可以被噪声激励所增强,且大振幅周期吸引子的平均寿命比确定的衰减时间长,这对于能量收集是非常有益的。研究了时滞反馈信号对不同类型激励下非线性双稳态混合式振动能量收集系统的动力学和性能的影响,推导并求解了其机电方程。本研究以简谐激励下的宽频带能量收集特征和随机激励下的稳态响应特征为优化标准,为设计时滞反馈信号参数和优化不同类型外激励提供了指导,其目的在于提高双稳态混合式振动能量收集系统的性能。研究发现,时滞反馈信号可以使吸引子的不稳定周期轨道变得稳定,提升系统的最大总平均收集功率,增强随机共振现象。通过比较不同时滞反馈信号下的收集性能,得出时滞能量收集器比其他设计方案优越的特性。建立了电磁-压电混合式三稳态振动能量收集系统,通过调节几何参数发现该系统具有硬化弹簧效应,软化弹簧效应和硬化-软化弹簧效应的不同非线性刚度特征。针对振动能量收集系统的机电耦合控制方程,发展了拓展平均法和Fokker-Planck-Kolmogorov方程分析法。通过系统在简谐和随机激励下的动力学分析和性能评估,发现三稳态系统可以很容易地调整能量放大区间和共振频带的有效频率带宽,以满足超低频率和超低激励强度等不同的工作环境。提出了两种简单的通用结构,通过调整线性弹簧的几何参数来实现不同类型的四稳态振动能量收集系统。利用Fokker-Planck-Kolmogorov方程分析和拓展平均法分析了随机和简谐激励源的能量产生和系统的动力学行为。在随机激励下,随着四稳态系统中噪声强度的增加,位移的均方值和平均收集功率首先降低,然后略微增加。随着系统稳态从双稳态到四稳态的逐渐增加位移的均方值和平均收集功率的预期值也逐渐增大。在谐波激励下,四稳态系统可以实现具有大振幅周期振荡的高能量阱间运动,从而显着增加相对位移,速度和收集电流的响应。即使在相当弱的激励强度或激励频率下,四稳态振动能量收集系统也可以实现快速贯穿所有稳态的大振幅振动,并增强收集能量的性能。建立了一种连杆-弹簧-质量多方向多稳态系统,其稳态数目和稳态位置均可调,从而调节能量放大区间和共振频带的有效频率带宽,以满足不同的工作环境。多方向多稳态系统可在超低频率下产生大振幅的响应,实现贯穿所有平衡位置的运动,可用于超低频振动源的有效能量收集。动力学仿真和实验结果验证了理论分析的正确性。基于能量收集技术构建了由多稳态振动能量收集器、准零刚度隔振器及只需较小能量供给的时滞反馈控制器集成的自供电时滞隔振器智能减隔振系统,开展了自供电时滞准零刚度隔振器的动力学及性能研究,并阐述了自供电时滞隔振器的减隔振机理。对系统的减隔振性能分析表明,增加时滞反馈控制可以进一步拓宽准零刚度隔振器的隔振带宽,改善低频带系统的隔振性能,而且主共振峰值也得到了有效地抑制。自供电时滞隔振器可行性强,性能优越,且兼具时滞反馈控制与低频隔振特性。

赵鹤然[7](2013)在《直流接触器开断性能研究》文中进行了进一步梳理从直流接触器的开断能力实验中可以看到,多次开断后,由于机械力的碰撞和电弧的烧蚀作用,触头表面逐步磨损变得凹凸不平。与此同时,触头接触处存在接触电阻,在正常工作和分断电流过程中,产生局部高温,长期使用之后,触头表面氧化。上述原因使触头之间的接触电阻逐步增加,导致触点不能良好接触,影响接触器的分断能力和使用寿命。提出一种带有软连接装置和片弹簧的新型直流接触器双断点触头结构,加强了触头闭合过程中的研磨作用。这种新型触头结构在使用过程中动、静触点间会产生带有接触压力的相对滑动,清洁触头表面,减少接触电阻,从而提高触头开断能力,增加接触器使用寿命。从结构力学、热学和电学角度分别对触头系统进行了仿真分析。结构力学仿真结果说明了新型触头结构在开断、闭合过程中触头表面研磨作用的具体情况,表明动、静触点可以有效实现自清洁功能;热学分析模拟了触头系统在稳定工作中的稳态温度场,从温升的角度验证新方案的合理性;电学分析建立了触头系统在分断位置的三维电场模型,计算出各节点电场强度和电位情况,证明该触头方案绝缘性能良好。根据直流接触器触头系统弹簧反力特性,设计提供动力的电磁系统操动机构。通过建模、计算、分析得到磁场分布情况和吸力特性曲线。根据吸力和反力的模拟值调整电磁机构参数,最终确定适合新型触头结构的电磁机构设计方案。

冯晨光[8](2020)在《磁条位置、剩磁、气隙宽度对超强型混合式步进电动机静转矩的影响》文中认为在混合式步进电动机的定转子槽内插入磁条,构成了超强型混合式步进电动机,本文重点研究了超强型混合式步进电动机提高静转矩的机理,磁条在槽中的位置、磁钢剩磁以及气隙宽度对静转矩的影响,主要工作体现在以下几个方面:首先,介绍了混合式步进电机及超强型混合式步进电机的结构、工作原理,研究了超强型混合式步进电机提高静转矩的机理。其次,利用Soildworks软件建立超强型混合式步进电机的三维模型,导入Maxwell 3D软件进行仿真研究:(1)研究了超强型混合式步进电动机的气隙磁密,揭示了提高静转矩的机理,并与混合式步进电动机进行对比;(2)对磁条分别位于槽内底部、槽内中部、槽顶部三种情况进行静转矩的仿真比较,结果表明磁条位于槽顶部有最大的静转矩;(3)研究了剩磁参数对静转矩的影响,发现采用剩磁小的永磁体会使电机静转矩略微减小;(4)研究表明超强型混合式步进电动机存在最佳气隙宽度。最后,制作了1台超强型混合式步进电机样机,测试结果与仿真结果基本一致,超强型混合式步进电机的静转矩约为混合式步进电机的2倍。

刘家鑫[9](2020)在《舰船小型分布式动力装置振动噪声分析及布置优化》文中进行了进一步梳理汽轮发电机组作为舰船的动力装置,也是舰船振动噪声主要来源。舰船在低速航行时,结构噪声在全船声辐射中占主要作用,需要进行严格控制,减小船舶动力装置的振动是降低舰船振动噪声不可或缺的重要内容。传统舰船动力装置采用的汽轮发电机组工作时转速偏低,机组功率密度偏低,低频振动难以控制,振动能量大,是舰艇主要振动噪声源之一,同时,由于机组功率大,外形尺寸偏大,后期出舱维护困难较大。相比于传统大型汽轮发电机组,小型径流式汽轮发电机组具有整机外形尺寸小、重量轻、制造工艺与方法简单、低振动,低噪音,寿命长等诸多优点。采用多台小型高速径流式汽轮发电机组并分布布置,通过优化布局,可显着降低汽发机组整体振动。本文基于汽轮发电机组典型激励(不平衡激励、汽流激励、电磁激励)机理,开展在耦合激励作用下两种汽轮发电机组振动特性研究,基于有限元分析理论,建立两种汽轮发电机组轴系简化模型,分析两种汽轮发电机组轴系刚性支撑、弹性支撑下前两阶模态,开展不平衡激励、汽流激励、电磁激励共同作用下两种汽轮发电机组轴系振动特性仿真分析。依据耦合激励作用下两种汽轮发电机组轴系振动特性计算结果,结合汽轮发电机组结构进气参数,建立两种不同功率动力系统简化模型并对其进行网格划分。通过有限元软件来仿真计算动力系统耦合机理作用下的振动响应,探究小型分布式动力装置的减振效果,验证高速小型汽轮发电机组的减振优势。最后,在保持其他条件均不变的情况下,通过改变小型高速汽轮发电机组的布置位置,采用几种较为典型的分布方式,通过有限元软件计算不同分布方案下动力系统的振动噪声,得到分布式小型动力装置的最优布置方案。

龙勇军[10](2016)在《高带宽大行程精瞄指向机构的电磁驱动及多场耦合优化》文中研究表明精瞄指向机构是激光通信系统中的捕获、瞄准和跟踪子系统的核心组件,用于解决通信终端之间的高精度对准问题。现有的精瞄指向机构主要采用音圈电机或压电陶瓷作为驱动。受限于两种驱动的固有缺陷,音圈电机驱动式精瞄指向机构的行程虽大,但带宽不高;压电陶瓷驱动式精瞄指向机构的带宽虽高,但行程很小。理想的精瞄指向机构驱动应该结合以上两种驱动的优点,使采用该驱动的精瞄指向机构兼有高带宽及大行程。线性正应力电磁执行器保留了正应力电磁执行器的强驱动能力并改善了其本身的非线性特征,而且其驱动行程远大于压电陶瓷,这说明线性正应力电磁执行器是精瞄指向机构的一种理想驱动。但是将线性正应力电磁执行器用于驱动精瞄指向机构的相关基础理论还不成熟,有一些关键的理论问题需要解决。本文以高带宽大行程精瞄指向机构(High-Bandwidth and Long-Stroke Fine Pointing Mechanism,HLFPM)为对象,深入研究将线性正应力电磁执行器用于驱动HLFPM的相关基础理论问题,包括线性正应力电磁执行器的拓扑结构及建模、柔性支撑系统与线性正应力电磁执行器之间的匹配性研究以及HLFPM机-电-磁多物理场耦合优化等,重点旨在提高HLFPM的带宽和扫描行程。主要研究内容包括:第一,针对现有线性正应力电磁执行器驱动式精瞄指向机构的缺点,研究了线性正应力电磁执行器的拓扑结构及其精度增强型线性建模方法。首先,提出了动子惯量小、结构紧凑且没有附加轴向力的线性正应力电磁执行器LNSEA-RTM(Linearized Normal-Stress Electromagnetic Actuator with Ring Topology and Middle Arrangement)。随后,基于修正节点电压法导出了简化分析LNSEA-RTM磁路的控制条件。最后,将线圈漏磁和永磁漏磁考虑到LNSEA-RTM的线性建模中,提出了LNSEA-RTM的精度增强型线性模型,并使用有限元仿真验证了该模型的有效性。第二,针对线性模型无法描述LNSEA-RTM在大行程时出现的非线性特征的不足,研究了LNSEA-RTM的非线性建模方法。首先,证明了LNSEA-RTM的非线性不是由磁通简化计算和气隙磁阻线性计算方法引起的。然后,提出了LNSEA-RTM的边缘损失模型及非线性磁路模型。随后,基于函数曲线拟合和神经网络,建立了非线性模型的永磁漏磁修正系数模型。在此基础上,提出了LNSEA-RTM的非线性模型,有限元仿真和样机实验验证了该模型的有效性。本文的研究表明,LNSEA-RTM出现非线性是因为边缘损失和永磁漏磁修正系数均随着偏转角度变化。LNSEA-RTM的非线性模型是提高HLFPM扫描行程并同时保证HLFPM线性度的基础。第三,考虑LNSEA-RTM的输出特性和HLFPM的综合性能,研究并提出了HLFPM柔性支撑系统的拓扑结构,并基于理论推导和离散数据拟合建立了柔性支撑系统的相关理论模型。提出一个支撑特性与LNSEA-RTM输出特性相匹配的柔性支撑系统可以有效避免LNSEA-RTM的非线性降低HLFPM的线性度,进而将HLFPM的扫描行程从LNSEA-RTM的线性工作区间扩展到LNSEA-RTM的非线性工作区间,在保证HLFPM线性度的前提下提高HLFPM的扫描行程。第四,基于柔性支撑系统模型和LNSEA-RTM线性、非线性模型,从HLFPM的稳定性、线性度、带宽、扫描行程以及疲劳寿命等性能入手,综合考虑机、电、磁三个物理场之间的耦合特性,提出了HLFPM机-电-磁多物理场耦合的多目标优化模型。特别地,将Pull-in失稳考虑到优化模型中,增强了HLFPM的稳定性;其次,将HLFPM的线性度作为优化目标,保证了HLFPM的线性度。针对耦合优化模型的求解问题,提出了一种约束分级驱动的启发式搜索引导算法,该算法结合遗传算法,求得了HLFPM耦合优化结果。优化结果表明,HLFPM的偏转角度与驱动电流之间呈线性关系。通过拓扑结构设计和机械-电磁耦合优化,柔性支撑系统的非线性抵消了LNSEA-RTM的非线性,HLFPM的扫描行程从LNSEA-RTM的线性工作区间扩展到LNSEA-RTM的非线性工作区间并同时保证了HLFPM的线性度,在不影响HLFPM带宽和精度的前提下极大地提高了HLFPM的扫描行程。最后,为了验证本文相关理论研究工作的有效性,研究了HLFPM样机的控制算法并分析了HLFPM样机的实验特性。首先,测得了HLFPM大系统的开环频率特性并基于系统辨识方法提出了HLFPM大系统的辨识模型。随后,针对HLFPM大系统存在较大谐振峰值的问题,基于陷波滤波器提出了抑制HLFPM系统谐振的算法。在此基础上,基于串联校正补偿方法,提出了HLFPM系统的高带宽控制算法模型。随后,测试了HLFPM样机的扫描行程和闭环带宽并对比分析了HLFPM样机及一些典型精瞄指向机构的扫描行程和带宽。测试和分析结果表明,HLFPM样机可实现20mrad的扫描行程和2.4kHz的小信号跟踪带宽,其扫描行程是MIT研制的线性正应力电磁执行器驱动式精瞄指向机构扫描行程的2.9倍,是现有典型的压电陶瓷驱动式精瞄指向机构扫描行程的5倍以上,其带宽优于现有典型的音圈电机驱动式精瞄指向机构的带宽,达到甚至超过部分压电陶瓷驱动式精瞄指向机构的带宽,验证了本文相关理论研究工作的有效性并表明LNSEA-RTM是驱动HLFPM的一个理想方法。

二、混合式三维电磁模拟方法(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、混合式三维电磁模拟方法(论文提纲范文)

(1)多级内爆磁通量压缩过程数值模拟研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题的研究背景和意义
    1.2 磁通量压缩实验装置简介
        1.2.1 单级MC-1内爆磁通量压缩装置
        1.2.2 EMFC电磁通量压缩装置
        1.2.3 多级MC-1内爆磁通量压缩装置
    1.3 磁通量压缩数值模拟方法
        1.3.1 MC-1构型装置的数值模拟研究进展
        1.3.2 常见的复合材料冲击损伤研究方法
    1.4 本文的研究难点和现有研究不足
第二章 复合密绕螺线管套筒本构模型
    2.1 复合密绕螺线管套筒的几何结构及制备工艺介绍
    2.2 复合密绕螺线管材料等效参数确定
        2.2.1 复合密绕螺线管细观模型参数计算
        2.2.2 螺线管复合层等效参数数值模拟过程
第三章 复合密绕螺线管瞬态电磁分析
    3.1 电磁分析的基本原理
        3.1.1 线圈磁场的计算方法
        3.1.2 螺线管线圈电磁力分析理论
    3.2 三维电磁分析模型及结果
        3.2.1 几何模型
        3.2.2 数值模拟结果
    3.3 造成初始扰动的因素分析
第四章 复合密绕螺线管套筒内爆压缩过程数值模拟
    4.1 ANSYS/LS-DYNA软件理论介绍
        4.1.1 ANSYS/LS-DYNA动力分析的求解步骤
        4.1.2 LS-DYNA的显式时间积分算法
        4.1.3 LS-DYNA的ALE技术和罚函数算法
    4.2 复合密绕螺线管套筒内爆有限元模型
        4.2.1 计算假设和几何模型
        4.2.2 单元选取与材料本构
        4.2.3 网格划分方式及尺寸
        4.2.4 边界条件与约束情况
        4.2.5 典型模拟结果
    4.3 一二级套筒碰撞前轴向均匀区讨论
    4.4 多级MC-1内爆数值模型结果分析
        4.4.1 一、二级套筒装配误差的影响
        4.4.2 外环氧层对内爆均匀性的影响
        4.4.3 建模方法对比分析
第五章 总结
    5.1 内容总结
    5.2 不足与展望
致谢
参考文献
附录

(2)仿生眼用两自由度混合式步进电机的研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题的研究背景和研究意义
    1.2 仿生眼及其驱动的研究现状
    1.3 混合式步进电机的研究现状
        1.3.1 混合式步进电机分析方法的研究现状
        1.3.2 混合式步进电机拓扑结构的研究现状
    1.4 两自由度混合式步进电机的研究现状
        1.4.1 多自由度电机的研究现状
        1.4.2 两自由度混合式步进电机的研究现状
    1.5 本文的主要研究内容
第二章 混合式步进电机的齿层计算转矩法及二维等效有限元分析方法研究
    2.1 混合式步进电机及其基于齿层比磁导法的场路结合分析
        2.1.1 步进电机及混合式步进电机
        2.1.2 混合式步进电机的齿层比磁导法
    2.2 混合式步进电机的齿层计算转矩法的提出及研究
        2.2.1 齿层计算转矩法的提出及理论分析证明
        2.2.2 齿层计算转矩法在步进电机性能分析中的应用
        2.2.3 齿层计算转矩法的有限元仿真验证分析
    2.3 混合式步进电机的二维等效有限元分析方法研究
        2.3.1 二维等效有限元分析模型的建立
        2.3.2 二维等效有限元分析模型的参数确定
        2.3.3 三维有限元仿真验证分析
    2.4 本章小结
第三章 定子磁体混合式步进电机的结构原理及性能分析
    3.1 引言
    3.2 定子磁体混合式步进电机的结构及工作原理
        3.2.1 定子磁体混合式步进电机的结构
        3.2.2 定子磁体混合式步进电机的工作原理
    3.3 定子磁体混合式步进电机的有限元分析与样机实验
    3.4 不同结构定子磁体混合式步进电机的性能比较分析
        3.4.1 比较模型建立
        3.4.2 空载特性比较
        3.4.3 负载特性比较
        3.4.4 有限元仿真验证分析
    3.5 定子磁体和转子磁体混合式步进电机的性能比较分析
        3.5.1 近似最佳永磁气隙磁密及铁心迭长
        3.5.2 永磁转矩及定位转矩比较
        3.5.3 定转子铁心磁通密度比较
        3.5.4 输出转矩及功率密度比较
        3.5.5 永磁体漏磁及利用率比较
        3.5.6 有限元仿真验证分析
    3.6 本章小结
第四章 新型两自由度混合式步进电机的结构、原理及电磁耦合分析研究
    4.1 引言
    4.2 新型两自由度混合式步进电机的结构原理
        4.2.1 球形正交结构两自由度混合式步进电机
        4.2.2 球形非正交结构两自由度混合式步进电机
        4.2.3 非球形结构两自由度混合式步进电机
    4.3 不同结构两自由度混合式步进电机对比研究
        4.3.1 运行范围比较
        4.3.2 定位精度比较
        4.3.3 转矩密度比较
        4.3.4 不平衡力比较
    4.4 两个自由度电机之间的电磁耦合分析
        4.4.1 电磁耦合产生原因及抑制削弱措施
        4.4.2 有限元仿真验证分析
    4.5 本章小结
第五章 新型两自由度混合式步进电机的性能分析及样机实验
    5.1 引言
    5.2 新型两自由度混合式步进电机的性能分析
        5.2.1 二维等效有限元分析模型建立
        5.2.2 二维等效有限元分析模型验证
        5.2.3 空载特性分析
        5.2.4 负载特性分析
        5.2.5 定位精度分析
        5.2.6 不平衡力分析
    5.3 样机实验
        5.3.1 球形正交结构两自由度混合式步进电机样机实验
        5.3.2 球形非正交结构两自由度混合式步进电机样机实验
        5.3.3 非球形结构两自由度混合式步进电机样机实验
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 前景展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间学术成果
学位论文评阅及答辩情况表

(3)虚拟现实(VR)技术在初中物理实验中的设计及应用研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及问题提出
        1.1.1 教育信息化2.0新要求
        1.1.2 可视化教学的需要
        1.1.3 虚拟现实技术是初中物理实验发展的必然趋势
        1.1.4 问题提出
    1.2 研究目的与意义
        1.2.1 研究目的
        1.2.2 研究意义
    1.3 研究内容与方法
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究方法
        1.3.3 研究框架
第二章 相关概念界定及研究综述
    2.1 虚拟现实技术概述
        2.1.1 虚拟现实技术定义
        2.1.2 虚拟现实技术的特征
        2.1.3 虚拟现实技术的类型
        2.1.4 课堂中沉浸式VR设备
        2.1.5 VR课堂的应用模式简述
    2.2 虚拟实验概述
        2.2.1 虚拟实验定义
        2.2.2 虚拟实验的特点
        2.2.3 信息技术在实验中特点的对比分析
    2.3 国内外研究现状
        2.3.1 虚拟现实技术的研究趋势及热点
        2.3.2 虚拟现实技术教育领域相关研究分析
        2.3.3 虚拟现实技术在物理实验中的研究现状
    2.4 理论基础
        2.4.1 建构主义及其启示
        2.4.2 发现学习理论及其启示
        2.4.3 混合式学习理论及其启示
        2.4.4 信息技术与课程整合理论及其启示
第三章 初中物理实验教学现状的前期调查与分析
    3.1 国内现状调查分析
        3.1.1 初中物理要求及物理实验重要性分析
        3.1.2 当前初中物理实验教学现状分析
    3.2 实验前期数据调查及问题分析
        3.2.1 实验前期调查方案制定
        3.2.2 问卷设计编制及说明
        3.2.3 实验前期调查的数据分析
    3.3 沉浸式VR在初中物理实验中应用分析
        3.3.1 初中物理实验VR课堂的应用模式
        3.3.2 虚拟现实在初中物理课堂应用的优势
第四章 初中物理虚拟实验的设计
    4.1 设计思路与评价指标
        4.1.1 虚拟实验的设计思路
        4.1.2 虚拟实验的评价指标
    4.2 实验内容与开发工具选择
        4.2.1 前期准备工作
        4.2.2 实验内容选择
        4.2.3 虚拟实验开发工具选择
    4.3 功能需求分析
        4.3.1 虚拟实验室功能需求分析
        4.3.2 虚拟实验内容功能需求分析
    4.4 开发框架设计与技术实现
        4.4.1 开发环境配置
        4.4.2 虚拟实验的开发流程
        4.4.3 虚拟实验功能逻辑设计
        4.4.4 建模及场景搭建
        4.4.5 实验交互及UI设计
        4.4.6 虚拟实验发布与测试
第五章 虚拟现实技术在初中物理实验中的应用
    5.1 教学方式构建及教学设计分析
        5.1.1 利用虚拟实验辅助教学
        5.1.2 虚拟实验课堂教学方式构建
        5.1.3 实验教学目标分析
        5.1.4 学习者特征分析
        5.1.5 教学情境分析
        5.1.6 实验教学内容分析
        5.1.7 教学策略分析
    5.2 教学案例设计及应用分析
        5.2.1 教学实施准备
        5.2.2 案例教学实施过程
        5.2.3 《探究凸透镜的成像规律》探究式教学案例分析
        5.2.4 《电磁电动机》任务驱动教学案例分析
        5.2.5 VR虚拟实验教学案例综述
    5.3 教学效果分析
        5.3.1 数据的提取
        5.3.2 虚拟现实技术引入初中物理课堂的态度比较
        5.3.3 呈现的教学内容是否直观、形象的比较
        5.3.4 理论知识前测数据分析
        5.3.5 理论知识后测数据分析
        5.3.6 教学重难点理解程度分析
    5.4 教学实验案例总结
        5.4.1 实验效果评估
        5.4.2 实验中存在的问题
        5.4.3 问题的解决对策及建议
第六章 总结与展望
    6.1 研究总结
    6.2 研究不足与反思
    6.3 研究展望
参考文献
附录
    附录一: 银川市A中学初中物理实验教学现状调查的访谈提纲(教师版)
    附录二: 银川市A中学初中生物理实验学习现状的调查问卷
    附录三: 银川市A学校整体物理教学现状及基础设施调查表
    附录四: 银川市A中学教学实验后学生学习情况的调查问卷
    附录五: 实验开发核心代码
致谢
个人简历及论文发表情况

(4)面向液态和固态农药的在线混合混药器及其性能评价研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状及问题分析
        1.2.1 液液混合及其在线混合装置研究概况
        1.2.2 液固混合及其在线混合装置研究概况
        1.2.3 在线混合装置性能评价研究概况
        1.2.4 在线混合装置及其性能评价研究存在的问题分析
    1.3 主要研究内容
        1.3.1 课题来源
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 研究目的
        1.3.4 研究方法和技术路线
    1.4 本章小结
第二章 液态及固态农药在线混合机理及其混合装置
    2.1 基于流动扩散的液态农药在线混合机理及混药器
        2.1.1 湍流扩散条件下农药最短混合时间及其混合室最小长度
        2.1.2 湍流扩散条件下混合管内农药浓度分布
        2.1.3 液态农药脉冲点源注入轴向浓度分布
        2.1.4 用于液态农药提高混合均匀性及浓度一致性的混药器
    2.2 粉剂农药在线混合机理及混药器
        2.2.1 粉剂直接注入条件下的在线混合机理
        2.2.2 粉剂在气流卷携协助注入条件下的在线混合机理
        2.2.3 用于粉剂农药提高混合均匀性的混药器
    2.3 水分散粒剂农药在线混合机理及混药器
        2.3.1 水分散粒剂直接注入条件下的在线混合机理
        2.3.2 用于水分散粒剂提高混合均匀性的混药器
    2.4 本章小结
第三章 混药器在线混合试验及性能评价平台构建
    3.1 液态农药混药器在线混合试验及性能评价平台
        3.1.1 载流(水)供给系统(Ⅰ)
        3.1.2 农药供给系统(Ⅱ)
        3.1.3 基于图像的液态农药在线混合检测系统(Ⅲ)
        3.1.4 试验材料
        3.1.5 图像检测系统及可行性验证
    3.2 固态粉剂农药混药器在线混合试验及性能评价平台
        3.2.1 粉剂基础在线混合喷雾系统(Ⅰ)
        3.2.2 基于图像的喷雾效果检测系统(Ⅱ)
        3.2.3 基于图像的可湿性粉剂沉积均匀性检测系统(Ⅲ)
        3.2.4 试验材料
    3.3 固态水分散粒剂农药混药器在线混合试验及性能评价平台
        3.3.1 WDG在线混合系统(Ⅰ)
        3.3.2 基于图像的WDG在线混合检测系统
        3.3.3 试验材料
    3.4 本章小结
第四章 液态农药混药器在线混合均匀性研究
    4.1 液态农药在线混合均匀性评价算法
    4.2 试验设计
        4.2.1 算法验证试验
        4.2.2 混药器在线混合变工况试验
        4.2.3 混药器后不同延长距离在线混合试验
    4.3 试验结果与讨论
        4.3.1 算法验证试验结果
        4.3.2 四种混药器的在线混合均匀性比较
        4.3.3 混药器后外接输送管对混合均匀性的影响
    4.4 本章小结
第五章 液态农药混药器在线混合浓度一致性研究
    5.1 文丘里型射流混药器脉动注入下混合液浓度的不一致性
    5.2 混合浓度变化评价方法
        5.2.1 基于时间序列CV值的动态浓度一致性评价
        5.2.2 基于自相关函数的混合浓度周期性及脉动特性
        5.2.3 基于近似熵的混合浓度时间序列复杂度
    5.3 变工况试验设计及试验参数设置
    5.4 混合液浓度一致性及周期性分析
        5.4.1 文丘里型射流混药器(A)混合浓度一致性分析
        5.4.2 夹层孔管混药器(B)混合浓度一致性分析
        5.4.3 简化夹层混药器(D)混合浓度一致性分析
        5.4.4 不同混药器混合浓度一致性及脉动特性比较
    5.5 均匀性与浓度一致性统计学分析
        5.5.1 文丘里型射流混药器(A)与夹层孔管混药器(B)比较
        5.5.2 文丘里型射流混药器(A)与简化夹层混药器(D)比较
        5.5.3 夹层孔管混药器(B)与简化夹层混药器(D)比较
    5.6 本章小结
第六章 基于图像的液态农药混药器在线混合均匀性评价方法比较
    6.1 基于图像的混合均匀性特征提取方法
        6.1.1 基于显特征灰度直方图统计量的混合均匀性评价
        6.1.2 基于显特征灰度共生矩阵的混合均匀性评价
        6.1.3 基于显特征改进面积加权法的均匀性评价
        6.1.4 基于显特征变异系数(CV值)的均匀性评价
        6.1.5 基于隐特征主成分空间特征分布紧密度的均匀性评价
    6.2 算法评估原理及试验设计
        6.2.1 归一化混合均匀性指数评估原理
        6.2.2 评价方法验证试验
        6.2.3 混合装置在线混合试验
    6.3 结果和讨论
        6.3.1 均匀性分析方法测试及比较
        6.3.2 多视角图像计算结果比较
        6.3.3 基于优选算法对混药器混合图像重复处理
    6.4 本章小结
第七章 粉剂农药混药器在线混合数值仿真与试验
    7.1 多点注入射流混药器结构参数及数值仿真模型
        7.1.1 多点注入射流混药器结构参数确定
        7.1.2 多点注入射流混药器数值仿真模型
    7.2 试验方法及试验参数确立
        7.2.1 基于图像的流型及喷雾效果检测
        7.2.2 基于图像的粉剂农药沉积均匀性分析
    7.3 试验结果及讨论
        7.3.1 气体卷携粉剂农药在线注入喷雾可行性分析
        7.3.2 多点注入射流混药器在线混合均匀性数值仿真显着性分析
        7.3.3 基于数值仿真的多点注入射流混药器结构参数确定
        7.3.4 基于粉剂沉积均匀性的多点注入射流混药器性能评价
    7.4 本章小结
第八章 水分散粒剂混药器在线混合均匀性研究
    8.1 基于3D图像重构的WDG在线混合效果评价方法
        8.1.1 WDG分布图像采集、评价算法及其试验验证
        8.1.2 评价方法和算法
        8.1.3 算法可行性验证
    8.2 基于单视角图像的WDG在线混合效果评价算法
        8.2.1 基于单视角图像颗粒托起量的粒子分布效果度量
        8.2.2 基于单视角图像颗粒分布不均匀性指数的分布效果度量
    8.3 单点注入射流混药器试验过程
    8.4 结果与讨论
        8.4.1 载流流量对粒子分布效果的影响
        8.4.2 粒子加入量(相含率)对粒子分布效果的影响
        8.4.3 粒子种类对粒子分布效果的影响
        8.4.4 输送距离的延长对粒子分布效果的影响
    8.5 本章小结
第九章 研究总结与展望
    9.1 主要研究工作和创新性结论
        9.1.1 主要研究工作
        9.1.2 创新性结论
    9.2 进一步研究展望
攻读学位期间取得的成果
参考文献

(5)机械变磁通混合式转子结构永磁同步电机设计与多物理场仿真(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题来源及研究意义
    1.2 变磁通电机研究现状
        1.2.1 轴向磁场永磁同步电机
        1.2.2 径向磁场永磁同步电机
    1.3 永磁同步电机研究现状
        1.3.1 表贴式永磁同步电机
        1.3.2 内置式永磁同步电机
        1.3.3 表贴-内置混合式永磁同步电机
    1.4 多物理场研究现状
        1.4.1 温度场分析研究现状
        1.4.2 应力场分析研究现状
    1.5 课题研究内容和章节安排
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 章节安排
第二章 HRPMSMWAFWD设计与参数优化分析
    2.1 电机结构及工作原理
        2.1.1 HRPMSM结构
        2.1.2 电机工作原理
    2.2 调磁装置结构及工作原理
        2.2.1 调磁装置结构
        2.2.2 调磁装置工作原理
    2.3 转子参数优化分析
        2.3.1 表贴式永磁体参数分析
        2.3.2 内置式永磁体参数分析
        2.3.3 转子隔磁桥参数分析
    2.4 定子参数优化分析
    2.5 本章小结
第三章 HRPMSM电磁特性对比分析
    3.1 不同转子结构PMSM对比
        3.1.1 空载特性分析
        3.1.2 负载特性分析
    3.2 HRPMSM电磁特性分析
        3.2.1 电磁场求解方程
        3.2.2 空载特性分析
        3.2.3 负载特性分析
    3.3 本章小结
第四章 调磁装置的结构设计及动力学仿真分析
    4.1 虚拟样机仿真平台构建
    4.2 调磁装置结构设计
    4.3 机械动力学仿真分析
        4.3.1 仿真模型与约束关系
        4.3.2 函数的定义及应用
        4.3.3 仿真结果分析
    4.4 本章小结
第五章 HRPMSM多物理场仿真分析
    5.1 温度场仿真分析
        5.1.1 温度场数学模型
        5.1.2 各部件导热系数
        5.1.3 电机发热热源的计算
        5.1.4 仿真模型与网格划分
        5.1.5 结果分析
    5.2 应力场仿真分析
        5.2.1 受力分析
        5.2.2 仿真模型与材料参数
        5.2.3 仿真结果分析
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 课题总结
    6.2 课题展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的研究成果

(6)多稳态能量收集系统的非线性动力学行为及应用研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 研究目的与意义
    1.2 振动能量收集技术基础
        1.2.1 电磁式振动能量收集
        1.2.2 压电式振动能量收集
        1.2.3 电磁-压电混合式振动能量收集
    1.3 非线性多稳态振动能量收集研究进展
        1.3.1 磁弹性结构
        1.3.2 弹簧-质量系统
    1.4 时滞效应
    1.5 本文主要研究内容
第2章 双稳态振动能量收集系统的随机共振和稳定性分析
    2.1 引言
    2.2 电磁式振动能量收集的随机共振
        2.2.1 电磁式双稳态振动能量收集模型
        2.2.2 稳态响应分析
        2.2.3 随机共振分析
    2.3 电磁-压电混合式振动能量收集的稳定性
        2.3.1 混合式双稳态振动能量收集模型
        2.3.2 稳态响应分析
        2.3.3 周期吸引子的稳定性
    2.4 本章小结
第3章 时滞双稳态振动能量收集系统的动力学和性能分析
    3.1 引言
    3.2 时滞双稳态能量收集系统建模
        3.2.1 机电耦合方程
        3.2.2 收集功率和等效系统
    3.3 简谐激励系统的动力学和性能分析
        3.3.1 时域分析
        3.3.2 频域分析
    3.4 随机激励系统的动力学和性能分析
        3.4.1 稳态振幅响应
        3.4.2 平均收集功率
    3.5 简谐和随机激励协同作用下的随机共振
    3.6 本章小结
第4章 电磁-压电混合式三稳态振动能量收集系统的响应分析
    4.1 引言
    4.2 动力学建模
        4.2.1 势能分析
        4.2.2 动力学方程
    4.3 机电耦合方程的解耦
    4.4 动力学和响应分析
        4.4.1 简谐激励下的响应分析
        4.4.2 随机激励下的响应分析
        4.4.3 讨论
    4.5 本章小结
第5章 四稳态振动能量收集系统建模及收集功率分析
    5.1 引言
    5.2 压电式四稳态振动能量收集器的随机响应
        5.2.1 动力学建模
        5.2.2 Fokker-Planck-Kolmogorov方程分析
        5.2.3 收集功率
    5.3 电磁式四稳态振动能量收集器的幅-频响应
        5.3.1 动力学建模
        5.3.2 能量生成
        5.3.3 收集功率
    5.4 本章小结
第6章 多方向多稳态振动能量收集系统的建模及动力学分析
    6.1 引言
    6.2 多方向多稳态系统的理论分析
        6.2.1 多方向多稳态系统建模
        6.2.2 未扰系统平衡点分岔及稳定性
        6.2.3 扰动系统的响应分析
    6.3 多方向多稳态系统的实验验证
        6.3.1 结构设计
        6.3.2 实验验证
    6.4 多方向多稳态振动能量收集
        6.4.1 竖向多稳态振动能量收集
        6.4.2 横向多稳态振动能量收集
    6.5 本章小结
第7章 基于振动能量收集的自供电时滞隔振器研究
    7.1 引言
    7.2 自供电时滞隔振器系统构成及准零刚度隔振
        7.2.1 自供电时滞隔振器系统构成
        7.2.2 自供电时滞隔振系统准零刚度隔振
    7.3 自供电时滞隔振系统性能分析
        7.3.1 时滞隔振系统的幅频响应分析
        7.3.2 自供电时滞隔振系统主共振分析
    7.4 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其他成果
致谢
个人简历

(7)直流接触器开断性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景与意义
    1.2 直流接触器国内外的发展状况
        1.2.1 混合式直流接触器
        1.2.2 直流接触器永磁机构
    1.3 电弧电接触理论研究状况
    1.4 有限元分析的发展情况
    1.5 本论文的主要研究工作
第二章 带有软连接装置的触头系统
    2.1 概述
    2.2 软连接触头结构
    2.3 触头系统关键因素设计
        2.3.1 触头开距的确定
        2.3.2 触头超程的确定
        2.3.3 触头压力的确定
        2.3.4 触头材料的确定
    2.4 本章小结
第三章 触头结构形变分析与数值模拟
    3.1 概述
    3.2 三维结构分析的理论基础
        3.2.1 应力与应变的求解方法
        3.2.2 壳单元和六面体单元
    3.3 三维结构分析网格划分及边界条件加载
    3.4 触头系统三维结构模拟与数值分析
    3.5 本章小结
第四章 触头系统稳态温度场分析
    4.1 概述
    4.2 触头系统温度场分析的理论基础
        4.2.1 热分析的基本方程
        4.2.2 热分析的初始状态和边界条件
    4.3 触头系统温度场电-热耦合数值模拟和分析
        4.3.1 电-热耦合分析模型的建立
        4.3.2 电-热耦合温度场数值模拟结果与分析
    4.4 本章小结
第五章 触头系统三维静电场数值模拟与分析
    5.1 概述
    5.2 三维电场数值计算数学模型建立
    5.3 三维静电场数值模拟网格划分及边界条件
    5.4 触头系统三维静电场数值模拟与分析
    5.5 本章小结
第六章 电磁系统数值模拟及吸、反力分析
    6.1 概述
    6.2 反力特性曲线绘制
    6.3 电磁系统电磁吸力数值模拟的理论基础
        6.3.1 电磁系统电磁铁的设计原则
        6.3.2 电磁系统参数设计
    6.4 电磁系统数值模拟与分析
        6.4.1 电磁场计算有限元基本理论
        6.4.2 电磁系统有限元模型建立与边界条件加载
        6.4.3 电磁系统数值模拟与分析
    6.5 本章小结
第七章 结论
参考文献
在学研究成果
致谢

(8)磁条位置、剩磁、气隙宽度对超强型混合式步进电动机静转矩的影响(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 步进电动机的分类
        1.1.1 反应式步进电机
        1.1.2 永磁式步进电机
        1.1.3 混合式步进电机
    1.2 混合式步进电动机的计算和分析方法
        1.2.1 线性分析方法
        1.2.2 非线性分析方法
    1.3 本课题的研究意义和研究内容
        1.3.1 研究意义
        1.3.2 研究内容
第2章 超强型混合式步进电动机的工作机理
    2.1 混合式步进电动机的工作机理
        2.1.1 混合式步进电动机轴向磁场
        2.1.2 混合式步进电动机定子磁极磁通
    2.2 超强型混合式步进电动机提高电磁转矩的机理
        2.2.1 混合式步进电动机齿层磁场分析
        2.2.2 超强型混合式步进电动机齿层磁场分析
    2.3 混合式步进电机电磁转矩
    2.4 步进电机的细分控制
    2.5 本章小结
第三章 超强型混合式步进电机仿真设计
    3.1 Ansoft Maxwell简介
    3.2 超强型混合式步进电机模型搭建及设定
    3.3 有无插入磁条对电磁转矩的影响
    3.4 小结
第四章 超强型混合式步进电机仿真设计及实验对比
    4.1 磁条位置对电磁转矩的影响
    4.2 永磁体剩磁对电磁转矩的影响
    4.3 气隙宽度对电磁转矩的影响
    4.4 仿真结果与测试结果对比
        4.4.1 样机搭建与测试
        4.4.2 单相通电结果对比
    4.5 小结
第五章 总结与展望
    5.1 全文工作总结
    5.2 工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间科研成果

(9)舰船小型分布式动力装置振动噪声分析及布置优化(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景和意义
    1.2 舰船动力装置减振技术国内外研究现状
        1.2.1 隔振系统发展
        1.2.2 微型燃气轮机发展
    1.3 本文的主要研究内容
第二章 汽轮发电机组典型激励特性研究
    2.1 引言
    2.2 不平衡激励力分析
    2.3 汽流激励力分析
    2.4 电磁激励力分析
    2.5 简单转子-轴承系统动力学特性研究
        2.5.1 不平衡激励动力学特性分析
        2.5.2 不平衡激励和汽流激励耦合作用动力学特性分析
        2.5.3 不平衡激励和电磁激励耦合作用动力学特性分析
    2.6 本章小结
第三章 典型激励作用下汽轮发电机组振动特性分析
    3.1 引言
    3.2 典型激励作用下小型高速汽轮发电机组振动特性分析
        3.2.1 小型高速汽轮发电机组转子模态计算
        3.2.2 耦合激励力作用下小型高速汽轮发电机转子振动响应分析
    3.3 典型激励作用下大型汽轮发电机组振动特性分析
        3.3.1 大型汽轮发电机组转子模态计算
        3.3.2 耦合激励力作用下大型汽轮发电机组转子振动响应分析
    3.4 本章小结
第四章 舰船动力系统振动噪声分析
    4.1 引言
    4.2 谐响应分析基本理论
    4.3 动力系统组合件建模
        4.3.1 小型高速径流式汽轮发电机组模型
        4.3.2 大型径轴流混合式汽轮发电机模型
        4.3.3 浮筏隔振模型
    4.4 动力系统整机建模
        4.4.1 分布式小型高速汽轮发电机组动力系统模型
        4.4.2 大型汽轮发电机组动力系统模型
    4.5 舰船动力系统振动特性分析
        4.5.1 分布式小型汽轮发电机组动力系统谐响应分析
        4.5.2 大型汽轮发电机组动力系统噪谐响应分析
    4.6 分布式小型高速汽轮发电机组减振效果
    4.7 本章小结
第五章 分布式小型高速汽轮发电机组布置方案优化设计
    5.1 引言
    5.2 汽轮机分布位置对浮筏振动特性的影响
        5.2.1 竖向对称型方案
        5.2.2 竖向紧凑型方案
        5.2.3 横向规律型方案
    5.3 分布式小型高速汽轮发电机组优化布置方案
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢

(10)高带宽大行程精瞄指向机构的电磁驱动及多场耦合优化(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
主要符号对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 激光通信
        1.1.2 精瞄指向机构
    1.2 精瞄指向机构国内外研究现状
        1.2.1 音圈电机驱动的精瞄指向机构
        1.2.2 压电陶瓷驱动的精瞄指向机构
        1.2.3 永磁-电磁混合叠加磁场变化驱动的精瞄指向机构
        1.2.4 线性正应力电磁执行器驱动的精瞄指向机构
    1.3 基于磁通偏置的正应力电磁执行器线性化方法
    1.4 课题主要研究内容及论文安排
        1.4.1 高带宽大行程精瞄指向机构HLFPM
        1.4.2 论文主要内容及安排
第二章 电磁执行器的拓扑结构与精度增强型线性模型
    2.1 引言
    2.2 电磁执行器拓扑结构分析
        2.2.1 “十”字形非对称电磁拓扑结构
        2.2.2 “T-B”形对称环状电磁拓扑结构
        2.2.3 “M”形对称环状电磁拓扑结构
        2.2.4 电磁拓扑结构综合分析
    2.3 电磁执行器的精度增强型线性建模方法
        2.3.1 理想磁通的理论解析模型及简化模型
        2.3.2 线性模型漏磁修正系数的有限元描述模型
        2.3.3 永磁磁通简化计算的控制条件
        2.3.4 电磁执行器精度增强型线性力矩模型
        2.3.5 有限元仿真验证及误差分析
    2.4 永磁偏置磁场强度对电磁执行器输出特性的作用规律
    2.5 本章小结
第三章 电磁执行器非线性特征分析及其非线性建模
    3.1 引言
    3.2 气隙磁阻的非线性积分模型与线性简化模型之间的等效性证明
    3.3 边缘损失分析及其建模
    3.4 电磁执行器非线性磁路的磁通模型
        3.4.1 永磁偏置磁通模型
        3.4.2 线圈交变磁通模型
        3.4.3 综合磁通模型
    3.5 永磁漏磁修正系数的映射模型
        3.5.1 永磁漏磁修正系数的函数曲线拟合模型
        3.5.2 初始位置和极限转角处永磁漏磁修正系数的神经网络预测模型
    3.6 电磁执行器非线性模型及其有限元仿真验证
    3.7 非线性模型实验验证与电磁执行器样机实验特性分析
    3.8 本章小结
第四章 基于非线性特征匹配的柔性支撑系统及其建模方法
    4.1 引言
    4.2 轴向柔性支撑轴理论模型
    4.3 基于非线性特征匹配的径向弹性膜片支撑系统拓扑结构
        4.3.1 线性拓扑结构
        4.3.2 第一类非线性拓扑结构
        4.3.3 第二类非线性拓扑结构
        4.3.4 拓扑结构综合分析
    4.4 基于神经网络的径向弹性膜片支撑系统建模方法
        4.4.1 BP神经网络
        4.4.2 径向弹性膜片支撑系统的神经网络力矩模型
        4.4.3 径向弹性膜片支撑系统的神经网络应力模型
    4.5 本章小结
第五章 机-电-磁多物理场耦合的精瞄指向机构多目标优化
    5.1 引言
    5.2 永磁-电磁混合式执行器的Pull-in吸合失稳机理
        5.2.1 永磁-电磁混合式执行器的电磁力解析模型
        5.2.2 基于“刚度分析法”的Pull-in吸合失稳机理分析
    5.3 精瞄指向机构机-电-磁多物理场耦合优化目标
        5.3.1 机械-电磁耦合系统的线性度
        5.3.2 机械-电磁耦合系统的极限驱动能力
        5.3.3 机械-电磁耦合系统的驱动力矩密度
        5.3.4 电磁线圈负载电压
        5.3.5 机械系统疲劳寿命
        5.3.6 机-电-磁耦合优化目标函数
    5.4 精瞄指向机构机-电-磁多物理场耦合优化约束
        5.4.1 机械-电磁耦合系统等效刚度约束
        5.4.2 Pull-in吸合失稳约束
        5.4.3 机械-电磁耦合系统线性度约束
        5.4.4 动态驱动力矩约束
        5.4.5 磁饱和约束
        5.4.6 线圈终端电压约束
        5.4.7 柔性支撑系统机械约束
        5.4.8 初始气隙有效工作区间约束
        5.4.9 耦合优化设计变量及设计范围约束
    5.5 机-电-磁多物理场耦合的精瞄指向机构多目标优化模型
    5.6 基于遗传算法和启发式搜索引导算法的耦合优化模型求解方法
        5.6.1 弹性膜片支撑系统回复力矩神经网络模型的显式转换算法
        5.6.2 约束分级驱动的启发式搜索引导算法
        5.6.3 精瞄指向机构耦合优化模型求解
    5.7 本章小结
第六章 高带宽精瞄指向机构系统控制算法研究与实验
    6.1 引言
    6.2 基于xPC Target的精瞄指向机构系统实时驱动控制平台
        6.2.1 xPC Target实时控制解决方案
        6.2.2 高带宽线性直流功率驱动单元
        6.2.3 实时驱动控制平台
    6.3 精瞄指向机构大系统开环频率特性测试与模型辨识
        6.3.1 精瞄指向机构大系统开环频率特性
        6.3.2 精瞄指向机构大系统模型辨识
    6.4 高带宽精瞄指向机构系统控制算法研究
        6.4.1 抑制精瞄指向机构系统谐振的陷波滤波器模型
        6.4.2 基于增益-双相位超前-单相位滞后串联校正补偿的高带宽控制算法
        6.4.3 控制算法综合与系统闭环特性
    6.5 高带宽大行程精瞄指向机构实验验证与分析
        6.5.1 扫描行程
        6.5.2 闭环带宽
        6.5.3 综合对比分析
    6.6 总结
第七章 总结与展望
    7.1 工作总结
    7.2 论文创新点
    7.3 研究展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间取得的科研成果

四、混合式三维电磁模拟方法(论文参考文献)

  • [1]多级内爆磁通量压缩过程数值模拟研究[D]. 刘亿. 中国工程物理研究院, 2020(01)
  • [2]仿生眼用两自由度混合式步进电机的研究[D]. 鲁炳林. 山东大学, 2018(12)
  • [3]虚拟现实(VR)技术在初中物理实验中的设计及应用研究[D]. 阿岩松. 宁夏大学, 2019(02)
  • [4]面向液态和固态农药的在线混合混药器及其性能评价研究[D]. 代祥. 南京林业大学, 2020
  • [5]机械变磁通混合式转子结构永磁同步电机设计与多物理场仿真[D]. 徐慧. 江西理工大学, 2020(01)
  • [6]多稳态能量收集系统的非线性动力学行为及应用研究[D]. 杨涛. 哈尔滨工业大学, 2019
  • [7]直流接触器开断性能研究[D]. 赵鹤然. 沈阳工业大学, 2013(07)
  • [8]磁条位置、剩磁、气隙宽度对超强型混合式步进电动机静转矩的影响[D]. 冯晨光. 浙江大学, 2020(11)
  • [9]舰船小型分布式动力装置振动噪声分析及布置优化[D]. 刘家鑫. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
  • [10]高带宽大行程精瞄指向机构的电磁驱动及多场耦合优化[D]. 龙勇军. 上海交通大学, 2016(03)

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混合 3D 电磁仿真方法
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