一、机电类比与机电模拟(论文文献综述)
马冠群[1](2020)在《永磁同步电动机定子模态的分析、等效和解析计算》文中研究说明近年来,永磁同步电机以其结构简单、运行可靠、效率高等优点,被广泛应用在工业生产、人工智能、航空航天等领域。随着电机驱动技术和永磁体材料性能的不断提高,人们对永磁同步电机的要求越来越高。低噪声、高性能的永磁同步电机越来越受到人们的青睐,其振动和噪声问题成为衡量永磁电机性能优劣的重要指标。作为永磁同步电机振动和噪声的重要组成部分,电磁振动和噪声的计算与分析愈发重要。电磁振动和噪声与电机电磁参数、定子模态密切相关,当电机中激振力波的频率与定子的固有振动频率接近时,发生共振,引发强烈的电磁振动和噪声。对永磁同步电机定子的固有振动频率进行准确预测和合理调整,可以有效地避免激振力波频率接近或等于定子的固有振动频率,为削弱电机的振动和噪声提供理论基础。本文对内置式永磁同步电机定子的振动模态做了系统的研究,主要工作和取得的成果如下:1.永磁同步电机定子的径向模态分析在现有研究中,使用有限元分析定子铁心的径向模态时,通常忽略铁心的叠片结构,将其看作一个各向同性的整体,该方法虽然能够快速地得到有限元模型和材料参数,但与定子铁心的实际结构不符且计算误差较大。针对传统定子铁心有限元模型的不足,充分考虑铁心实际的叠片结构,本文将叠压的硅钢片等效为一个各向异性的整体结构。改变三维模型的材料参数,使有限元计算结果收敛到实测值,进而确定了定子铁心的等效材料参数。考虑定子铁心齿部的复杂结构,本文分析了定子铁心齿部的材料参数和结构参数对模态的影响,得到轭厚、槽数、齿宽、齿高等参数对模态的影响规律。对于定子绕组的建模,现有研究将端部绕组以附加质量的形式加到槽内绕组上,但该方法会使其振型缺失端部绕组的振动情况且得到的模态频率偏小。针对上述不足,本文将定子槽内的绕组等效为质量相同的近似圆柱体,端部绕组等效为轴向长度、内外径相等的同心圆环,通过有限元得到其固有振动频率和模态振型,并分析绕组的材料参数和结构参数对固有振动频率的影响。在上述铁心和绕组建模工作的基础上,对电机定子机壳、机壳和铁心整体、机壳和带绕组铁心整体、定子整体进行有限元建模,分析了各个模型的振动模态。最后对定子铁心、绕组和机壳等实物进行模态实验,验证上述建模和有限元分析的准确性。2.电机定子的简化和等效电机定子结构复杂,建模所需时间较长,所以需要对定子结构进行等效和简化。本文使用有限元分析的方法,在保证径向模态频率基本不变的前提下,对电机定子各结构进行等效和简化。考虑齿顶、梨形槽的影响,将定子齿部规则化,实现对定子铁心的简化。然后将定子铁心等效成圆环结构,并与有限元结果进行对比,验证等效模型的正确性。之后把定子铁心槽数Q、槽深H与槽宽Bt的比值、槽宽Bt与齿宽Bs的比值、外径D0与内径D1的比值作为自变量,等效后圆环的外径D0与内径D1,的比值作为因变量,选取具有代表性的15个模型作为计算对象,通过数据拟合的方法,得到梨形槽定子铁心的等效计算公式。之后,考虑到端部绕组的实际伸出长度,给出了绕组的七种等效模型,并用有限元的方法验证了等效模型的准确性。最后,结合有限元分析结果对机壳、铁心与机壳整体、带绕组铁心和机壳整体、端盖、定子整体进行了等效,为下文的解析计算提供等效模型并为电机定子快速建模奠定了基础。3.电机定子径向模态的解析计算在现有的研究中,使用机电类比法计算定子模态频率时,通常将定子齿以附加质量的形式加入到定子轭部,这种计算方法忽略定子齿部刚度,造成解析计算结果误差偏大。为了计及定子铁心齿部对模态的影响,本文将定子齿部单独等效为等质量同心圆环。在计算定子铁心的模态频率时,定子齿与轭部组成双圆环解析模型;在计算带绕组的定子铁心时,将其等效为双圆环之间存在弹性耦合的解析模型;在计算铁心和机壳的整体时,将模型等效为三圆环解析模型。根据解析模型和机电类比原理,可以得到模态表达式和模态频率。这种方法计算的模态频率较传统方法更加准确,为快速估算定子低阶模态频率提供理论基础。4.电机定子轴向模态的分析对于定子的模态分析,大多集中在径向模态的研究上,轴向模态分析较少。在电机运行过程中,轴向振动不可忽视。本文针对有无绕组的两个铁心模型,施加径向和切向约束,通过有限元方法得到定子铁心的轴向模态频率和振型,分析槽口宽、齿宽、轴向长度、轭厚、槽数、齿高等结构参数对轴向模态的影响,并用模态实验法验证有限元分析的正确性,这为后续的轴向模态的解析计算提供了有限元和实验的依据,也为全面分析电机定子的振动情况奠定了基础。
石晓斌,刘腊梅[2](1991)在《机电类比与机电模拟》文中研究指明本文讨论了力学问题与电学问题之间的相互转换,给出了一些应用实例,给处理力学问题带来方便,反映了分析力学方法的广泛适用性。
陈鹏[3](2012)在《基于电路模拟的结构动力分析方法》文中进行了进一步梳理结构动力分析通常包括数值计算方法和物理实验方法。数值计算方法已经成为工程界普遍采用的一种方法,特别是在求解弹性问题上已经相当成熟,但在处理外在荷载作用下结构的非线性问题时仍存在收敛性差、耗时长等不足。对于物理实验方法而言,由于土木工程中的建筑结构通常具有体积大、规模大等特点,实验方法通常以模型实验研究为主,模型实验能够直观反应结构在外在荷载作用下的反应特性和破坏形态,但模型试验往往花费昂贵,周期长。结构动力学方程和RLC电路方程具有相同形式的数学表达式,这种数学形式上的一致在一定程度上反映了两者在物理本质上存在着某些共同规律。本文在既有机电类比方法基础上,将电路理论应用于结构动力分析中,深入开展基于电路模拟的结构动力学问题求解方法,即电路模拟方法。研究工作可概述为以下几个方面:(1)等效类比电路的建立。由于结构动力学方程和RLC电路方程具有相同形式的微分方程,运用电路模拟方法,把结构动力系统的力学量和电路系统的电学量进行类比,获得电路方程,依据电路设计原理,获得与结构动力系统相对应的等效类比电路。(2)结构动力分析方法与电模法对比研究。建立了单自由度以及多自由度结构动力系统力学模型,采用数值分析方法(Wilson-θ)求解结构动力学方程,获得结构动力反应;此外,通过电路模拟方法,将结构动力体系等效设计成模拟电路,并采用电路分析软件MULTISIM进行电路仿真分析,获得电路反应信息,再利用等效电路设计方法还原为结构动力响应,并与结构动力系统分析结果进行对比。结果表明:依据等效电路设计方法设计的电路可以获得与结构动力系统反应相一致的结果。(3)实验研究。依据等效电路图,用电学元件搭建实际电路,通过示波器等电学仪器量测出电容两端的电压反应,将实验的结果与MULTISIM的数值模拟结果进行对比,并对实验结果的误差进行了分析。结果表明,电路实验可以获得与MULTISIM数值模拟相一致的结果,同时进一步说明结构动力体系的求解可以通过电路实验直接获得。研究结果表明电路模拟方法是一种有效、实用的结构动力求解方法,实验结果与数值模拟结果较好的吻合。但在结构动力系统为多自由度体系和输入激励为任意激励源的问题上,还有待进一步深入研究。
朱正印[4](2019)在《应用于植入式设备的超声耦合无线电能传输系统研究》文中提出人体植入式设备的供电要求严苛,而提供一种持久稳定、安全高效的充电方式是影响人体植入式设备发展的重要问题。本文针对这一问题,提出了采用超声耦合方式的人体植入式无线电能传输系统,并对系统进行研究。首先在从声场的角度建立了人体组织环境中远声场“面-面”模型,从而分析了声场中超声功率的传播特性,在此基础上讨论了系统中影响超声能量传输的主要因素。其次,利用机电等效原理构建了超声耦合无线电能传输系统的等效电路模型,通过对电路的效率分析,提出对系统进行阻抗匹配来提高系统传输效率的方法,并研究了发射端换能器和接收端换能器的阻抗匹配策略。同时,利用COMSOL有限元仿真软件对超声耦合无线电能传输系统进行声场模型的仿真,利用Saber电路仿真软件仿真研究了阻抗匹配对系统传输效率的影响。最后,通过实验的方式进一步验证了声场中的传播距离、传播频率和声场激励对声场中超声功率的影响,并通过比较阻抗匹配前后的系统传输效率来验证了阻抗匹配的可行性。通过对人体植入式超声耦合无线电能传输系统的研究,为其今后的发展和应用提供有效参考。本论文是与中国科学院电工研究所工程电磁场与应用技术部联合培养完成。该论文有图53幅,表4个,参考文献51篇。
代颖[5](2007)在《电动汽车驱动用感应电机的电磁噪声研究》文中研究指明随着人们对噪声污染的重视,低噪声已经逐渐成为电动汽车的一项重要性能指标。驱动电机是电动汽车的关键部件,具有大电流高磁密、调速范围宽、工况复杂和采用变频调速的设计特点,这些特点使电机存在较大电磁噪声的可能性增大。感应电机是电动汽车驱动用电机的主要类型之一。作用于电机定子表面的各次电磁力波和电机结构的固有模态是决定感应电机电磁噪声大小的两个关键因素,本文从这两方面入手对电动汽车驱动用感应电机的电磁噪声问题进行研究。由于电动汽车驱动用感应电机负载变化大、调速范围宽,本文采用时步有限元法计算了电动汽车驱动用感应电机不同负载和转速的定、转子产生的各次气隙磁密谐波,分析了气隙磁密谐波幅值随转速和负载的变化规律,对影响电磁力波幅值、次数和频率的电机设计参数进行研究,为电动汽车驱动用电机的降噪优化设计奠定基础。在电机结构固有模态的研究方面,研究了单环型机电类比法和双环型机电类比法计算电机固有频率的精度和适用范围。采用有限元法具体分析了定子铁心齿、定子绕组、机壳、端盖和转子结构对感应电机结构固有模态的影响,研究了改变电机固有频率的途径。提出了不同模型与精度下预测电机发生电磁共振转速的方法。对电动汽车驱动用感应电机的电磁噪声进行了实验研究。采用断电法研究电磁噪声与机械噪声的比例。采集了不同转速的空载噪声数据,分析了噪声频谱,采用实验方法研究了电磁力波引起的噪声分量随转速的变化规律;采用锤击法模态实验,测试了电机的固有模态频率。实验表明,电磁力波和电机结构固有频率的理论分析结果以及预测的电磁共振转速与实验结果一致,证明了分析与计算的可信性。从消除低次电磁力波、减小电磁力波幅值和提高电机结构固有频率的角度出发,研究有利于电动汽车驱动用感应电机避免电磁共振、降低电磁噪声的设计方法。在兼顾驱动电机的最大转矩、效率和比功率等性能指标的前提下对两台电动汽车驱动用感应电机进行降噪优化。
张灏[6](2019)在《水中矢量传感器的性能研究与实现》文中进行了进一步梳理通过声波检测水下目标时,传统的标量声压传感器只能获得声场中的标量参数“声压”,而声矢量传感器可以测量到声场中的矢量参数“质点振速”。相比声压传感器,单个声矢量传感器即可实现目标方向的检测,并具有抑制各向同性噪声、组成阵列时体积更小等优势。近些年,随着水面舰船和潜艇等的静音化程度越来越高,以及测量平台(如自主式水下航行器、声纳浮标、拖曳线阵等)的小型化、多样化发展趋势,对水中声矢量传感器提出了测量微弱声信号、适配小体积测量平台和改善配套悬挂系统安全性的需求。本文通过对水中声矢量传感器的内置加速度传感单元进行结构设计和性能研究,达到了提高声矢量传感器灵敏度、减小体积的目的;并设计了一体式悬挂系统,该系统相比传统的离散式悬挂系统安全性更高。论文的主要研究内容与成果:1.声矢量传感器提高灵敏度的研究。通过悬臂梁结构压电加速度传感单元的灵敏度研究与结构设计,提高传感单元的灵敏度,由于声矢量传感器的灵敏度和其内置加速度传感单元的灵敏度成正比,从而提高声矢量传感器的灵敏度。建立了悬臂梁结构压电加速度传感单元的数学模型(用欧拉-伯努利梁的弯曲公式结合压电方程、机电类比和有限元仿真三种方法),研究了几何材料参数、固定端刚度和三维组合方式对传感单元灵敏度、上限频率等性能的影响,通过对制作的悬臂梁加速度传感单元样品的相关测试,验证了研究结果的准确性。通过增大端质量的高度和金属梁的厚度,有端质量的悬臂梁压电加速度传感单元和无端质量的相比,所组成的三维加速度传感单元轮廓体积保持不变,灵敏度可提高12%以上,从而使声矢量传感器的灵敏度提高12%以上。2.声矢量传感器减小体积的研究。通过圆盘结构一体式三维压电加速度传感单元的研究与设计,减轻传感单元的质量,由于声矢量传感器的体积和其内置加速度传感单元的质量成正比,从而减小声矢量传感器的体积。在圆盘结构一体式三维压电加速度传感单元的数学模型中,解耦出空间任意方向加速度激励下传感单元形变的三个正交加速度分量,研究了几何参数、固定端对传感单元三个轴向上灵敏度、上限频率等性能的综合影响。通过对制作的圆盘加速度传感单元样品的相关测试,验证了研究结果的正确性。研究改进后的圆盘结构一体式加速度传感单元的质量减轻约10%,从而使声矢量传感器的体积减小约10%。3.声矢量传感器一体化仿真方法的研究。在加速度传感单元研究的基础上,建立了包括其它组成部分的声矢量传感器一体化仿真模型。通过有限元仿真,对水中声矢量传感器进行了系统分析,并优化了相关参数,制作了水中声矢量传感器的样品并测试验证。优化后的声矢量传感器的主要指标达到:灵敏度-180dB(@1kHz,re 1V/uPa),整体尺寸(?)50mm×65mm。4.声矢量传感器悬挂系统一体化设计的研究。建立了具有一体式悬挂系统声矢量传感器的有限元模型,研究了几何、材料参数对其灵敏度、上限测量频率等性能的影响。在此基础上给出了具有一体式悬挂系统声矢量传感器的设计方案,该方案具有结构简单、工艺需求较低的优点。
闻飞纳[7](2004)在《MEMS器件系统级仿真技术研究》文中指出随着MEMS技术的发展,有限元分析越来越不能适应复杂器件设计的要求,系统级的模拟和分析对器件的设计与优化起着越来越重要的作用。系统级模拟的关键技术之一是建立MEMS器件的宏模型。本论文采用等效电路的方法建立了基本MEMS器件的宏模型,在建模过程中主要利用了SPICE中的多项式受控源来建立和简化电路结构。文章首先研究了集总参数的平行板机电换能器。介绍了横向运动和纵向运动的两类平行板结构,由能量法推导得到机电耦合部分的特性方程,并以梳状谐振器和理想机电耦合力传感器为例,建立了器件的大信号等效电路宏模型,并进行了理论上的验证。提出了建立集总参数MEMS器件的大信号等效电路宏模型的思想。梁和膜结构机电换能器是分布参数MEMS器件中常见的结构。针对悬臂梁和固支梁两种结构,采用受控源分别建立了它们的F-V类比和F-I类比的多模态小信号等效电路宏模型。对四边固定的矩形膜,首次建立了F-I类比的二维电路阵列小信号等效电路宏模型。对上述宏模型都进行了SPICE的系统级模拟与CoventorWare软件的验证。根据上述建立的基本MEMS器件的等效电路宏模型,采用SPICE网表结构建立了器件的IP库,并将这些IP单元进行封装,供系统级模拟调用。采用C++编程完成了从相关参数到网表结构生成的接口设计软件MEMS-IP Interface。论文工作初步建立了从器件建模到系统调用的较为完整的技术路径,初步实现了“专家建模,非专家使用”的MEMS专家系统的设计思想。
吴阳[8](2020)在《植入式超声耦合式无线能量传输系统研究》文中指出植入式器件在现代医疗领域中越来越受到重视,它的出现给患者带来了一些新的治疗方式,但是植入式器件通常是用锂离子电池进行供电,当电池电量用完时需要手术进行更替,这会给患者带来极大的痛苦。而采用无线能量传输技术可以有效解决植入式器件的这些问题。本文研究的植入式超声耦合式无线能量传输技术是一种新兴的技术手段。相比于电感耦合式无线能量传输和电容耦合式无线能量传输,超声耦合式无线能量传输技术不仅可以在金属介质中进行传输,而且能量更易于集中,在很多场合(比如在深度植入的植入式医疗应用中)具有更高的能量传输效率。此外,超声耦合式无线能量传输技术还具有不存在电磁辐射和电磁干扰等问题,对工作环境的适应性和可靠性强等优点。但是当前超声耦合式无线能量传输技术仍存在传输效率较低的问题。对此,本文开展了超声耦合式无线能量传输系统的建模研究,并以此为基础进行了基于立方体结构压电换能器的全向超声耦合式无线能量传输系统的研究与使系统获得最大功率传输的阻抗变换网络设计研究。首先,介绍了超声耦合式无线能量传输技术的研究现状,分析了超声耦合式无线能量传输的系统模型及基本原理。其次,针对传统圆盘型结构接收端在植入人体时会产生一定的旋转偏移而导致的接收“死区”问题,设计了一个基于立方体型结构压电换能器接收端的系统。通过COMSOL Multiphysics仿真定性比较了旋转偏移量对立方体型与圆盘型结构接收端的影响大小并通过实验加以验证。实验结果表明采用立方体型结构的压电换能器接收端可以解决植入式医疗设备的接收“死区”问题。最后,推导出超声耦合式无线能量传输系统处于最大功率传输时的条件,依据该条件进行阻抗变换网络的设计。分别在系统发送端与接收端设计了LC型、π型与T型3种不同的阻抗变换网络并给出了相应匹配网络参数的计算方法。本文考虑到匹配元器件会给系统带来一定的损耗,选取匹配元器件使用较少的LC型阻抗变换网络来进行设计,并进行了仿真与实验的验证。实验结果表明采用阻抗变换网络后的系统输出功率提高了将近10倍。
王治平[9](2001)在《开关磁阻电机振动特性及控制系统设计研究》文中指出本课题结合导师在研项目国家自然科学基金(59977005)“开关磁阻电动机非线性振动理论及控制策略研究”进行。在SRD的控制参数优化、控制策略改进以及SR电机的定子振动分析方面做了一些研究工作,得出了一些结论。这些结论和研究成果将对SRD的进一步研究有一定的借鉴作用。 基于SR电机的准线性模型,本文分析了开通角和关断角与相电流、输出功率以及损耗之间的关系,并根据给定的优化目标,给出了该电机开通角和关断角的优化结果。 本文对常规模糊控制器进行了改进,使之成为比例因子自调整的模糊控制器,改善了系统的快速性和稳定性。并将此算法应用于SR电机的直接数字控制系统中,以80196KB为控制器,进行了软硬件的设计和调试。 本文分别采用理论计算和实验分析的方法计算了SR电机定子的固有频率。给出了机械阻抗法计算SR电机定子固有频率的方法和使用模态分析仪分析模态的流程,针对实验样机给出计算及实验结果,并进行对比。表明了机械阻抗方法是一种方法简单,又具有一定精度的计算手段。
刘世清[10](2005)在《径向及径—扭复合振动模式夹心式压电超声换能器研究》文中进行了进一步梳理在功率超声应用技术领域中,如超声焊接、超声清洗、超声振动切削以及超声马达等,夹心式压电超声换能器是一类被广泛使用的功率型超声换能器。因此,其设计和制作也是功率超声的核心内容。夹心式结构压电超声换能器的优点是能够实现大功率输出和高的能量转换效率,并且可通过改变换能器盖板的尺寸来改变其谐振频率。传统的夹心式压电超声换能器主要有纵向、扭转和弯曲振动以及它们的复合振动模式夹心换能器,如纵—扭、纵—弯复合振动模式等。然而,随着超声技术的发展,功率超声应用范围不断扩大,需要设计各种振动模式的超声换能器,以适应不同应用场合的需要。 基于夹心式压电超声换能器的设计原理,本文创造性地提出了径向振动夹心式压电超声换能器的概念。建立了换能器的径向振动模等效电路,导出了其径向共振频率方程,并对换能器进行了有限元模态分析和实验研究。在此基础上,进一步提出和研究了一种斜槽式径—扭复合振动模式夹心式压电超声换能器,给出了其机电类比等效电路及共振频率方程。作为其应用实例,将之应用于超声马达实践,并试制出了径—扭模式转换型超声马达样机。 本文主要开展了以下几方面的研究: (1) 在现有的理论基础上,对压电陶瓷薄圆盘和压电陶瓷薄圆环的基频及一次泛频径向振动模进行了进一步的理论和实验研究,并进行了有限元模态分析;讨论了压电圆环与相同尺寸压电圆盘的一次泛频之比随压电圆环内外半径比的变化关系。结果表明,当压电圆环内外半径之比趋于1时,压电圆环的第二阶(及以上)共振频率趋向无穷大。从而可以解释为什么压电薄壁圆环振子没有径向高次谐波的原因。这一结论也同样适用于非压电弹性圆环的高阶径向振动情形。 (2) 建立了等厚度弹性薄圆环、锥形剖面及指数形剖面弹性薄圆环的平面径向和平面扭转振动的机电等效电路;从等效电路分别导出了它们的平面径向和扭转共振频率方程;给出了径向位移及角位移分布函数及放大系数的表达式;讨论了对于不同的泊松比,环形振子的径向和扭转共振频率方程的第一阶振动根随圆环内外半径比的变化关系,为环形振子的工程设计提供了参考依据。 (3) 建立了厚度极化压电薄圆盘与金属环形盖板复合而成的径向振动夹心式压电超声换能器的径向模等效电路;讨论了换能器节圆位置的确定问题;给出了均匀厚度钢和铝盖板分别与PZT-4压电晶片径向复合换能器的前三阶径向共振
二、机电类比与机电模拟(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、机电类比与机电模拟(论文提纲范文)
(1)永磁同步电动机定子模态的分析、等效和解析计算(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景和意义 |
1.2 国内外研究现状及趋势 |
1.2.1 电机定子径向模态的解析计算 |
1.2.2 电机定子径向模态的有限元分析 |
1.2.3 电机定子轴向模态的有限元分析 |
1.3 课题主要研究内容 |
第2章 永磁同步电动机的定子径向模态分析 |
2.1 引言 |
2.2 定子铁心径向模态的有限元分析 |
2.2.1 定子铁心的建模和弹性模量的等效 |
2.2.2 定子铁心的径向模态计算 |
2.2.3 定子铁心齿部的参数对模态的影响 |
2.3 带绕组定子铁心的径向模态有限元分析 |
2.3.1 带绕组定子铁心的建模和模态计算 |
2.3.2 定子绕组参数对径向模态的影响 |
2.4 定子机壳的径向模态有限元分析 |
2.4.1 电机定子机壳的建模及模态分析 |
2.4.2 散热筋对定子机壳的径向模态影响分析 |
2.4.3 定子机壳带铁心的径向模态有限元分析 |
2.4.4 定子机壳带有绕组铁心的径向模态有限元分析 |
2.4.5 定子机壳端盖的径向模态有限元分析 |
2.5 定子整体的径向模态有限元分析 |
2.5.1 定子整体的建模及径向模态分析 |
2.5.2 带有绕组铁心的定子整体的径向模态分析 |
2.6 本章小结 |
第3章 永磁同步电动机定子的简化与等效 |
3.1 定子铁心的简化和等效 |
3.1.1 定子铁心的简化 |
3.1.2 定子铁心的等效 |
3.1.3 定子铁心的等效计算公式 |
3.2 带绕组的定子铁心的等效 |
3.3 定子机壳和定子整体的等效 |
3.3.1 定子机壳的等效 |
3.3.2 定子前端盖的等效 |
3.3.3 定子后端盖的等效 |
3.3.4 带定子铁心的机壳的等效 |
3.3.5 带绕组定子铁心的机壳的等效 |
3.3.6 定子整体的等效 |
3.3.7 带绕组的定子整体的等效 |
3.4 本章小结 |
第4章 永磁同步电动机定子径向模态的解析计算 |
4.1 机电类比法的原理 |
4.2 定子铁心径向模态的解析计算 |
4.3 带绕组的定子铁心径向模态的解析计算 |
4.4 机壳和定子铁心整体的径向模态的解析计算 |
4.5 本章小结 |
第5章 永磁同步电动机定子轴向模态的分析 |
5.1 定子铁心轴向模态的有限元分析 |
5.2 定子铁心参数对轴向模态的影响 |
5.2.1 定子铁心材料参数对轴向模态的影响 |
5.2.2 定子铁心结构参数对轴向模态的影响 |
5.3 带绕组定子铁心的轴向模态的分析 |
5.3.1 带绕组定子铁心的轴向模态的有限元分析 |
5.3.2 带绕组定子铁心的参数对轴向模态频率的影响 |
5.4 本章小结 |
第6章 永磁同步电机定子模态实验 |
6.1 模态实验的原理 |
6.2 模态实验的装置 |
6.3 模态实验 |
6.3.1 定子铁心的径向模态实验 |
6.3.2 定子机壳和铁心整体的径向模态实验 |
6.3.3 定子铁心的轴向模态实验 |
6.4 本章小结 |
第7章 总结和展望 |
7.1 总结 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间取得的成果 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(3)基于电路模拟的结构动力分析方法(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 结构动力分析 |
1.2.1 数值计算方法 |
1.2.2 物理实验方法 |
1.3 电路模拟法的研究进展 |
1.4 本文的主要研究内容 |
1.4.1 研究思想与目标 |
1.4.2 主要研究内容 |
2 基本理论 |
2.1 RLC电路基本理论 |
2.1.1 基尔霍夫定律 |
2.1.2 电路元件 |
2.1.3 串联谐振 |
2.1.4 品质因数Q值 |
2.1.5 谐振曲线 |
2.2 结构动力学理论 |
2.2.1 运动方程的建立 |
2.2.2 阻尼矩阵 |
2.2.3 刚度矩阵 |
2.3 电路模拟方法的提出 |
2.3.1 阻抗法 |
2.3.2 导纳法 |
3 电路模拟与结构动力分析对比研究 |
3.1 结构动力分析仿真 |
3.1.1 单自由度系统 |
3.1.2 多自由度系统 |
3.1.3 运动方程的求解方法 |
3.1.4 MATLAB编程 |
3.2 电路分析仿真 |
3.2.1 单回路等效电路 |
3.2.2 多回路等效电路 |
3.2.3 电路方程的求解方法 |
3.2.4 MULTISIM电路分析软件 |
3.3 数值算例 |
3.3.1 单自由度系统 |
3.3.2 多自由度系统 |
3.4 小结 |
4 实验研究 |
4.1 实验概述 |
4.1.1 实验器件介绍 |
4.1.2 实验过程 |
4.2 实验结果与数值结果对比 |
4.2.1 单自由度系统 |
4.2.2 多自由度系统 |
4.3 实验误差分析 |
5 结论与展望 |
5.1 结论 |
5.2 研究工作展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(4)应用于植入式设备的超声耦合无线电能传输系统研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
abstract |
变量注释表 |
1 绪论 |
1.1 选题背景及研究意义 |
1.2 超声耦合无线电能传输的研究现状 |
1.3 植入式设备超声耦合无线电能传输供电方式发展与现状 |
1.4 本文的研究内容 |
2 基于远声场“面-面”模型的植入式超声耦合无线电能传输系统分析 |
2.1 系统的构成与原理 |
2.2 声场理论概述 |
2.3 声场模型建立 |
2.4 “面-面”模型下的传输特性分析 |
2.5 本章小结 |
3 植入式超声耦合无线电能传输系统机电类比等效建模与分析 |
3.1 声学振动系统的机电等效类比 |
3.2 系统的机电类比等效模型 |
3.3 系统电路模型分析 |
3.4 系统的阻抗匹配 |
3.5 本章小结 |
4 植入式超声耦合无线电能传输系统的仿真分析 |
4.1 系统仿真模型建立 |
4.2 超声能量传输系统能量转换过程仿真分析 |
4.3 系统声场传输特性仿真分析 |
4.4 系统传输特性仿真 |
4.5 本章小结 |
5 系统实验平台构建与实验验证 |
5.1 试验系统搭建 |
5.2 系统声场传输特性验证分析 |
5.3 阻抗匹配对传输系统影响实验验证 |
5.4 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
作者简历 |
学位论文数据集 |
(5)电动汽车驱动用感应电机的电磁噪声研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题背景 |
1.2 电机电磁噪声的研究现状 |
1.2.1 电磁力波的研究现状 |
1.2.2 电机结构固有模态的研究现状 |
1.2.3 变频调速电机的电磁噪声研究现状 |
1.3 本文主要工作 |
第2章 电动汽车驱动用感应电机的电磁力波特性 |
2.1 感应电机电磁力波的时步有限元计算方法 |
2.2 电磁力波特性的时步有限元法 |
2.2.1 空载定转子谐波磁密 |
2.2.2 额定负载定转子谐波磁密 |
2.2.3 峰值负载定转子谐波磁密 |
2.2.4 电磁力波特性 |
2.3 本章 小结 |
第3章 电动汽车驱动用感应电机的固有模态 |
3.1 采用机电类比法研究电机结构固有模态 |
3.1.1 单环型机电类比法 |
3.1.2 双环型机电类比法 |
3.2 采用有限元法研究电机结构固有模态 |
3.2.1 定子铁心齿对定子结构固有模态影响 |
3.2.2 定子绕组对定子结构固有模态影响 |
3.2.3 机壳对定子结构固有模态影响 |
3.2.4 端盖对定子结构固有模态影响 |
3.2.5 转子结构对电机结构固有模态影响 |
3.3 本章 小结 |
第4章 电动汽车驱动用感应电机电磁噪声的实验研究 |
4.1 感应电机的空载噪声测试及频谱分析 |
4.1.1 空载噪声测试 |
4.1.2 噪声频谱分析 |
4.1.3 误差分析 |
4.2 感应电机结构的实验模态分析 |
4.2.1 实验设置 |
4.2.2 模态参数的实验估计 |
4.2.3 误差分析 |
4.3 本章 小结 |
第5章 抑制电动汽车驱动用感应电机电磁噪声的方法 |
5.1 电磁力波抑制方法 |
5.1.1 消除低次电磁力波的的槽配合选择方法 |
5.1.2 减小电磁力波幅值的电磁设计方法 |
5.2 避免电磁共振的结构设计 |
5.3 本章 小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
个人简历 |
(6)水中矢量传感器的性能研究与实现(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 水中声矢量传感器的类型和特性 |
1.2.1 水中声矢量传感器的类型 |
1.2.2 不同类型声矢量传感器的特性 |
1.3 水中声矢量传感器的发展 |
1.3.1 国外水中声矢量传感器的发展概况 |
1.3.2 国内水中声矢量传感器的发展概况 |
1.3.3 水中声矢量传感器发展现状分析 |
1.4 本文研究对象、内容和思路 |
1.4.1 研究对象 |
1.4.2 研究内容 |
1.4.3 研究思路 |
1.5 论文结构 |
第二章 悬臂梁结构压电加速度传感单元的灵敏度研究与结构设计 |
2.1 引言 |
2.2 悬臂梁结构压电加速度传感单元数学模型的建立 |
2.2.1 悬臂梁结构压电加速度传感单元的工作原理 |
2.2.2 基于欧拉-伯努利梁和压电方程的模型 |
2.2.3 机电类比模型 |
2.2.4 有限元模型 |
2.3 悬臂梁结构压电加速度传感单元的性能分析 |
2.3.1 各参数对单轴悬臂梁加速度传感单元性能的影响 |
2.3.2 固定端刚度对加速度传感单元性能指标的影响 |
2.3.3 组合式悬臂梁三维压电加速度传感单元质心位置的分析 |
2.4 端质量对加速度传感单元和水中声矢量传感器性能影响的分析 |
2.4.1 端质量对单轴悬臂梁加速度传感单元性能影响的解析分析 |
2.4.2 端质量对单轴悬臂梁加速度传感单元性能影响的有限元分析 |
2.4.3 端质量对三维加速度传感单元和声矢量传感器性能影响分析 |
2.5 悬臂梁结构压电加速度传感单元的样品制作和性能测试 |
2.5.1 悬臂梁结构压电加速度传感单元样品的制作 |
2.5.2 悬臂梁结构压电加速度传感单元主要性能指标的测试 |
2.6 本章小结 |
第三章 圆盘结构一体式三维压电加速度传感单元的研究与设计 |
3.1 引言 |
3.2 圆盘结构压电加速度传感单元的测量原理和模型建立 |
3.2.1 圆盘结构压电加速度传感单元的测量原理 |
3.2.2 圆盘结构压电加速度传感单元有限元模型 |
3.3 对加速度载荷幅值和方向测量的分析 |
3.3.1 XY平面和XZ平面内加速度矢量的正交分解 |
3.3.2 空间内任意方向加速度矢量的正交分解 |
3.3.3 根据圆盘加速度传感单元输出电压推算空间内加速度矢量 |
3.4 圆盘结构压电加速度传感单元基于有限元的性能分析 |
3.4.1 各参数对圆盘加速度传感单元性能的影响 |
3.4.2 固定端对圆盘加速度传感单元性能指标的影响 |
3.4.3 悬臂梁结构和圆盘结构加速度传感单元的性能对比分析 |
3.5 圆盘结构压电加速度传感单元样品的制作和性能测试 |
3.5.1 圆盘加速度传感单元样品的制作 |
3.5.2 圆盘加速度传感单元样品主要性能指标的测试 |
3.6 本章小结 |
第四章 水中声矢量传感器的性能分析和设计 |
4.1 引言 |
4.2 同振式水中声矢量传感器基于解析法的性能分析 |
4.2.1 同振式声矢量传感器的拾振原理 |
4.2.2 同振式声矢量传感器的典型悬挂系统 |
4.2.3 同振式声矢量传感器中内置的压电式声压传感单元 |
4.3 同振式水中声矢量传感器基于有限元法的性能分析 |
4.3.1 球形声矢量传感器基于有限元的拾振分析 |
4.3.2 带球帽的圆柱形声矢量传感器基于有限元的拾振分析 |
4.3.3 声矢量传感器基于有限元的悬挂系统分析 |
4.3.4 声矢量传感器内置压电声压传感单元基于有限元的分析 |
4.4 同振式水中声矢量传感器性能的有限元与实验综合分析 |
4.4.1 水中声矢量传感器样品的设计 |
4.4.2 水中声矢量传感器样品的制作 |
4.4.3 水中声矢量传感器样品的测试和结果分析 |
4.5 同振式水中声矢量传感器的设计 |
4.5.1 内置悬臂梁结构压电加速度传感单元的声矢量传感器的设计 |
4.5.2 内置圆盘结构压电加速度传感单元的声矢量传感器的设计 |
4.6 本章小结 |
第五章 具有一体式悬挂系统的水中声矢量传感器的分析与设计 |
5.1 引言 |
5.2 具有一体式悬挂系统的水中声矢量传感器的原理和结构 |
5.2.1 现有水中声矢量传感器悬挂系统的工作原理简析 |
5.2.2 具有一体式悬挂系统的水中声矢量传感器的测量原理 |
5.2.3 具有一体式悬挂系统的水中声矢量传感器的基本结构 |
5.3 具有一体式悬挂系统的水中声矢量传感器的建模和性能分析 |
5.3.1 具有一体式悬挂系统的声矢量传感器有限元模型的建立 |
5.3.2 各参数对具有一体式悬挂系统的声矢量传感器性能的影响 |
5.4 具有圆盘结构一体式悬挂系统水中声矢量传感器的设计 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结和展望 |
6.1 全文总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者攻读学位期间发表的学术论文目录 |
(7)MEMS器件系统级仿真技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 MEMS的基本定义 |
1.2 MEMS CAD |
1.3 MEMS设计方法 |
1.3.1 系统级设计 |
1.3.2 器件级设计 |
1.3.3 工艺设计 |
1.3.4 版图设计 |
1.3.5 MEMS设计方法的重要性 |
1.3.6 系统级模拟 |
1.4 MEMS器件宏模型的建立方法 |
1.5 本论文的主要工作 |
第二章 MEMS器件等效电路宏模型 |
2.1 机电类比 |
2.2 机电类比的两种方式 |
2.2.1 F-V类比 |
2.2.2 F-I类比 |
2.3 小信号等效电路与大信号等效电路 |
2.4 采用等效电路宏模型进行MEMS器件的系统级模拟 |
第三章 平行极板换能器等效电路宏模型 |
3.1 极板横向相对运动的机电换能器 |
3.1.1 机电耦合 |
3.1.2 大信号等效电路宏模型 |
3.1.3 小信号等效电路宏模型 |
3.2 梳状谐振器 |
3.2.1 大信号等效电路宏模型 |
3.2.2 F-V类比小信号等效电路宏模型 |
3.2.3 F-I类比小信号等效电路宏模型 |
3.2.4 系统级模拟及验证 |
3.2.5 小信号与大信号模型比较分析 |
3.3 极板纵向相对运动的机电换能器 |
3.3.1 机电耦合 |
3.3.2 大信号等效电路宏模型 |
3.3.3 小信号等效电路宏模型 |
3.4 理想机电耦合力传感器 |
3.4.1 大信号等效电路宏模型 |
3.4.2 小信号等效电路宏模型 |
3.4.3 系统级的模拟及验证 |
3.5 结论 |
第四章 梁结构机电换能器等效电路宏模型 |
4.1 梁结构机电换能器 |
4.1.1 机电耦合 |
4.1.2 耦合部分的多模态小信号等效电路 |
4.1.3 梁结构的运动微分方程 |
4.2 固支梁结构的力传感器等效电路宏模型 |
4.2.1 固支梁力传感器小信号等效电路宏模型 |
4.2.2 模拟 |
4.2.3 验证 |
4.3 悬臂梁结构的力传感器等效电路宏模型 |
4.3.1 悬臂梁力传感器小信号等效电路宏模型 |
4.3.2 系统级模拟及验证 |
4.4 结论 |
第五章 膜结构机电换能器等效电路宏模型 |
5.1 理论分析 |
5.1.1 不考虑机电耦合作用 |
5.1.2 考虑机电耦合作用 |
5.2 基于F-I类比的小信号等效电路宏模型 |
5.3 SPICE模拟 |
5.4 验证 |
5.5 结论 |
第六章 软件开发及器件IP生成 |
6.1 MEMS-IP Interface介绍 |
6.2 MEMS器件IP生成及调用 |
第七章 结束语 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
图表索引 |
在学期间发表的论文 |
在学期间申请的专利 |
(8)植入式超声耦合式无线能量传输系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国外研究现状 |
1.2.2 国内研究现状 |
1.3 论文主要内容 |
第2章 UPT技术的基本原理 |
2.1 系统基本结构 |
2.2 超声波在介质中的传播特性 |
2.2.1 超声波在介质中的衰减 |
2.2.2 超声波传播时产生的声场 |
2.2.3 传输介质的声阻抗 |
2.2.4 超声波的反射、透射和衍射 |
2.3 超声换能器的工作原理 |
2.3.1 压电效应 |
2.3.2 机电类比模型建立 |
2.4 阻抗匹配 |
2.4.1 声阻抗匹配 |
2.4.2 电阻抗匹配 |
2.5 本章小结 |
第3章 植入式微型全向UPT技术研究 |
3.1 超声换能器理论建模 |
3.2 接收端的仿真模型设计 |
3.3 实验验证 |
3.3.1 实验系统设计 |
3.3.2 实验结果分析 |
3.4 小结 |
第4章 基于最大功率传输的阻抗变换电路设计 |
4.1 系统最大功率传输条件推导 |
4.1.1 发送端最大发送功率条件推导 |
4.1.2 接收端最大输出功率条件推导 |
4.2 发送端阻抗变换技术 |
4.2.1 LC型阻抗变换技术 |
4.2.2 π型阻抗变换技术 |
4.2.3 T型阻抗变换技术 |
4.3 接收端阻抗变换网络 |
4.3.1 LC型阻抗变换网络 |
4.3.2 π型阻抗变换网络 |
4.3.3 T型阻抗变换网络 |
4.4 阻抗变换网络参数设计 |
4.4.1 发送端阻抗变换网络参数设计 |
4.4.2 接收端阻抗变换网络参数设计 |
4.5 仿真验证 |
4.5.1 发送端仿真验证 |
4.5.2 接收端仿真验证 |
4.6 实验测试 |
4.6.1 实验平台 |
4.6.2 测试结果与分析 |
4.7 小结 |
第5章 总结与展望 |
5.1 论文总结 |
5.2 后续工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 作者在读期间发表的学术论文、专利及参加的科研项目 |
(9)开关磁阻电机振动特性及控制系统设计研究(论文提纲范文)
第一章 绪论 |
1.1 SR电机及SRD概述 |
1.2 SRD发展现状及研究方向 |
1.3 本文选题背景 |
1.4 本论文主要工作 |
1.5 本文所用样机 |
第二章 SRD控制参数优化 |
2.1 SR电机的准线性模型 |
2.2 基于准线性模型的SRD参数优化 |
2.3 本章小节 |
第三章 常规模糊控制器改进策略 |
3.1 模糊控制概述 |
3.2 模糊控制算法研究 |
3.3 本章小节 |
第四章 SRD直接数字控制系统设计 |
4.1 序言 |
4.2 硬件设计部分 |
4.3 软件设计部分 |
4.4 系统实物 |
第五章 SR电机定子振动的机电类比分析和模态实验 |
5.1 SR电机的振动分析及噪音抑制 |
5.2 机电类比方法 |
5.3 实验模态分析 |
5.4 对比分析 |
第六章 总结与展望 |
致谢 |
参考文献 |
(10)径向及径—扭复合振动模式夹心式压电超声换能器研究(论文提纲范文)
第1章 前言 |
1.1 超声换能器简介 |
1.2 压电换能器概述 |
1.3 夹心式压电超声换能器简介 |
1.4 本文研究内容及意义 |
第2章 压电陶瓷圆片的径向振动模 |
2.1 压电陶瓷薄圆盘的径向振动模 |
2.1.1 柱坐标系中的基本方程 |
2.1.2 基本方程的化简 |
2.1.3 机电等效图 |
2.1.4 导纳及频率方程 |
2.2 压电陶瓷薄圆环的径向振动模 |
2.2.1 柱坐标系中的基本方程 |
2.2.2 机电等效图 |
2.2.3 导纳及频率方程 |
2.3 模态分析及实验 |
2.4 本章小结 |
第3章 弹性薄圆环的径向振动模 |
3.1 均匀厚度弹性薄圆环的径向振动 |
3.1.1 柱坐标系中的波动方程 |
3.1.2 径向振动解 |
3.1.3 机电等效图 |
3.1.4 频率方程 |
3.2 变厚度弹性薄圆环的径向振动 |
3.2.1 锥形剖面薄圆环的径向振动 |
3.2.2 指数形剖面薄圆环的径向振动 |
3.3 模态分析及实验 |
3.4 本章小结 |
第4章 弹性薄圆环的扭转振动模 |
4.1 均匀厚度弹性薄圆环的扭转振动 |
4.1.1 柱坐标系中的波动方程 |
4.1.2 扭转振动解 |
4.1.3 机电等效图 |
4.1.4 频率方程 |
4.2 均匀厚度弹性薄圆盘的扭转振动 |
4.3 锥形剖面薄圆环的扭转振动 |
4.4 指数形剖面薄圆环的扭转振动 |
4.5 扭转振动模态分析 |
4.6 本章小结 |
第5章 径向振动夹心式压电超声换能器 |
5.1 径向复合夹心式压电超声换能器 |
5.1.1 结构特点 |
5.1.2 机电等效图 |
5.1.3 频率方程 |
5.1.4 位移节圆 |
5.2 模态分析及实验 |
5.3 本章小结 |
第6章 径—扭复合振动模式夹心式压电超声换能器 |
6.1 概述 |
6.2 机电等效图 |
6.3 频率方程 |
6.4 模态分析及实验 |
6.5 本章小结 |
第7章 径—扭模式转换型超声马达 |
7.1 超声马达发展概述 |
7.2 超声马达的特点及分类 |
7.3 超声马达基本原理 |
7.4 径—扭模式转换型超声马达 |
7.5 本章小结 |
总结 |
参考文献 |
附录A |
附录B |
致谢 |
攻读博士学位期间科研成果 |
四、机电类比与机电模拟(论文参考文献)
- [1]永磁同步电动机定子模态的分析、等效和解析计算[D]. 马冠群. 山东大学, 2020(10)
- [2]机电类比与机电模拟[J]. 石晓斌,刘腊梅. 黄淮学刊(自然科学版), 1991(S2)
- [3]基于电路模拟的结构动力分析方法[D]. 陈鹏. 大连理工大学, 2012(10)
- [4]应用于植入式设备的超声耦合无线电能传输系统研究[D]. 朱正印. 辽宁工程技术大学, 2019(07)
- [5]电动汽车驱动用感应电机的电磁噪声研究[D]. 代颖. 哈尔滨工业大学, 2007(12)
- [6]水中矢量传感器的性能研究与实现[D]. 张灏. 北京邮电大学, 2019(01)
- [7]MEMS器件系统级仿真技术研究[D]. 闻飞纳. 东南大学, 2004(02)
- [8]植入式超声耦合式无线能量传输系统研究[D]. 吴阳. 杭州电子科技大学, 2020(02)
- [9]开关磁阻电机振动特性及控制系统设计研究[D]. 王治平. 河海大学, 2001(01)
- [10]径向及径—扭复合振动模式夹心式压电超声换能器研究[D]. 刘世清. 陕西师范大学, 2005(06)