复杂机电耦合 - 360文档中心

磁悬浮轴承

磁悬浮技术基本原理及磁悬浮轴承的应用和分析戴进墩（上海交通大学电信学院，上海市，200240）摘要：文中介绍了磁悬浮原理和磁悬浮轴承的研究和应用，指出了磁悬浮研究的方向。

关键词：磁悬浮轴承The Basic Principle of EML and Application and Analysis of Magnetic BearingsDai Jindun(Telecommunications Institute,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai200240,PR China)Abstract:This paper presents the working principle of magnetic suspension and the research on magnetic suspension bearings as well as their application.The research direction of the magnetic suspensiontechnology is also pointed out.Key Words:Magnetic Bearing;superconductivity0引言磁悬浮，亦作磁浮，是一种利用磁的吸力和排斥力来使物件在空中浮动，而不依靠其他外力的方法。

透过利用电磁力来对抗引力，可以使物件不受引力束缚，从而自由浮动。

磁悬浮技术的研究源于德国，早在1922年德国工程师赫尔曼·肯佩尔就提出了电磁悬浮原理，并于1934年申请了磁悬浮列车的专利。

1970年代以后，随着世界工业化国家经济实力的不断加强，为提高交通运输能力以适应其经济发展的需要，德国、日本、美国、加拿大、法国、英国等发达国家相继开始筹划进行磁悬浮运输系统的开发。

磁悬浮技术是集电磁学、电子技术、控制工程、信号处理、机械学、动力学为一体的典型的机电一体化技术(高新技术)。

电动客车驱动系统机电耦合有限元建模及其响应

第34卷第4期2023年12月广西科技大学学报JOURNAL OF GUANGXI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGYVol.34No.4Dec.2023电动客车驱动系统机电耦合有限元建模及其响应罗晶豪a ，蓝永庭*a ，李俊明b（广西科技大学a.机械与汽车工程学院，b.电子工程学院，广西柳州545616）摘要：电动客车在服役过程中，受到电磁因素与机械因素的共同作用易出现驱动系统不寻常的扭转共振，容易导致齿轮等零部件失效。

为探明原因从而解决这一问题，本文尝试从一种新的角度出发，综合考虑电池供电电路、电机电磁力及变速器等整个传动系统中轴的扭转弹性变形之间的机电耦合作用。

运用麦克斯韦-拉格朗日方程与有限单元法，分别建立电池-电机子系统动态模型与机械传动系统动态模型，并在此基础上建立电动客车驱动系统的电磁非线性动态方程，再运用Newmark 法对整体模型进行数值求解，给出了系统中几个关键节点的时域响应和频域响应。

分析结果表明：在电机与变速器连接处的扭振现象较为严重，由于电流输入的不稳定性使得速度与加速度出现异常波动，系统出现频率为22、51、142Hz 的主共振、超谐波共振和亚谐波共振现象。

本文可为进一步分析电动客车电传动系统的振动机理提供一种新的理论模型，为解决电动客车驱动系统零件失效的问题提供助力。

关键词：电动客车；非线性模型；驱动系统；机电耦合；扭振中图分类号：TH113.1DOI ：10.16375/45-1395/t.2023.04.0010引言汽车是当今社会重要的交通工具，国家十分重视汽车行业的发展，新能源汽车尤其是电动汽车更是当前发展的重点。

在目前的新能源汽车行业领域，还存在一些技术障碍，主要表现为驱动电机技术与动力电池技术。

电动汽车驱动系统的NVH （噪声、振动与声振粗糙度）问题会降低电机及其他零部件的使用寿命，并且影响车内人员的状态[1]，从而导致安全问题。

并联机构机电耦合动力学计算

1 运动方程
三自由度并联机构由动平台、静平台、连接两平台的杆件(腿) 和滑块组成;连接杆两端都为虎克铰，通
过丝杠副驱动三个滑块沿导轨的运动实现动平台沿三个坐标方向的平动. 如图 1. 在图1所示的机构中，下平台为静平台，上平台为动平台，它们均为正三角形. 将坐标系放置在静平台中心 Ob，设运动平台中心
原凯恩程等. 国内许多对此进研理、方外学者行了究[4- 61，前有但目还没对机电藕合并联机床动力学问题
进行研究.
由于并联机构是一种机电一体化装备，其电机的电磁参数与机械系统的动力参数构成参数祸合，共同影响整个系统的动力学性能[71， [ 所以只有在并联机构动力学建模的同时考虑伺服机构的作用，该动力学
0 。标系中坐在坐的标为Q- [xa ya .Z 因运动平台 a]T. 为只有三
个移动自由度， Pi = 二一 1 (A + xa)2一 yi + ya)2, i = 1,2,3 (l ) 。 } 2一 xi ,/ (D 式中:P‘ 三块沿二为个滑轴移动的距离向量;P= IPI, P2, P3]T;I
calculated based on the predetermined track of a moving table. In addition, the errors of sliding block are analyzed. As a result , it is indicated that the manipulator displacement and servo motor torque are effectively controlled in this approach. Key words : parallel mechanism; dynamics; electromechanical coupling system

某型舰炮随动系统的机电耦合建模及仿真

舰炮随动系统是舰炮武器系统的重要组成部分，性能其的优劣直接影响全系统的作战使用效果 … 。同时，炮随动舰
系统又是一种机、相结合的复杂系统，将指挥仪产生的电它
响。本文以某型舰炮俯仰随动系统为研究对象，立了该系建
文章编号：０６— ７７２１）４— ０９— ５１０００（０１００００
ＭｏｌｎｇａｉｕｌｔｏｆＥｌｃｒｍｅｈａｉａｕｌｎｇｄｅｉｎｄＳｍａｉｎｏｅｔｏｃｎｃｌＣｏｐｉ
ａｏｖｌＧｕｎＳｒｏＳｙｔｍｂｕｔＮａａｅｖｓｅ
２２９ｎｔｆＬＬｎｓｕ５２２，ｈａ．９４７ＵｉｏＰＡ，ｉｈｉ７４５Ｃｉ）ｇｎ
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｃｏｐｉｇｆｃｏｓｏｏｌｘｅｅｔｏｃａｉａｙｔｍｓｉｆｕｅｃｙａｃｃａａｔｒｓｉｎｄｒ－ｕｌｎａｔｒｆｃｍｐｅｌｅｒｍｅｈｎｃｌｓｓｅｎｌｎｅｄｎｍｉｈｒｃｅｉｔｃａｅｓｏｓｈｒｃｅｉｔｆｓｒｏｓｓｅ．ｅｃｕｉｇｆｃｏｓｏｒｎｍｉｓｏｙｔｍｆｎｖｌｇｎｓｒｏｓｓｅｐｎｅｃａａｔｒｓｉｏｅｖｙｔｍＴｈｏｐｌｎａｔｒｆｔａｓｓｉｎｓｓｅｏａａｕｅｖｙｔｍｃ
ＬｌＫｅｙ．ＡＮＦ — ｉｇＤＵｉｄｎｇ — ｕＴＩｕｑｎ，Ｈａ — ｏ

姜潮老师自科基金申请感想(2015年湖南省基金委组织)

二、我在写基金时的几点注意
一个小例子: 基于非概率凸集模型的汽车碰撞安全不确定性分析与可靠性优化
汽车碰撞是涉及几何、材料和边界非线性的高度复杂动态过程，在材料特性、制造工艺、碰撞边界条件等方面存在高维、多源的耦合不确定性，基于传统概率方法进行可靠性设计时将遭遇由信息量不足、变量高维及大规模计算等带来的若干瓶颈问题。本项目将基于在不确定性度量及可靠性分析方面更为方便和高效的非概率凸集模型，实现汽车碰撞问题中多源耦合不确定性的精确建模，并针对汽车碰撞问题的实际特点和难点，研究和开发基于非概率凸集的不确定性分析及可靠性优化方法。主要研究汽车碰撞多源不确定性建模，单失效和多失效模式下非概率凸集可靠性分析模型的建立和求解，高效可靠性优化设计三项关键技术，并对相关模型和算法进行系统集成及试验验证。本项目的完成将为汽车碰撞安全可靠性设计提供一条新的研究思路，同时打造出具有自主知识产权的核心设计技术，一定程度上提升我国汽车制造业车身设计领域的自主研发能力。
（7）青年基金项目要避免题目过大，内容要集中。
（8）研究技术路线逻辑严谨、条理分明。在阐述研究技术路线和方法时要思路流畅、清晰、完整，注意逻辑性，对复杂的技术路线和研究方法采用图、表、流程图来进行形象的说明，可以取得更好的效果。
三、一点心得
申请书中应体现出“创新的学术思想或新颖的学术观点”和“基础研究”特
论述地详细、具体，说明你对该问题的理解就越深入。
方案的细化需要把握适度原则
工作目前已经做完
已经不存在待解决的科学问题了
我们不希望传递给专家这样的感觉
（一）3. 拟采取的研究方案及可行性分析
可行性分析和工作基础（为什么能做？）
本项目与前期研究的关系；前期研究在哪些方面为本项目提供了基础；某些关键问题虽然很难，但是我们在相关方面具有突破，

高速电主轴电动机—主轴系统的机电耦合动力学建模

高速电主轴电动机—主轴系统的机电耦合动力学建模作者：张广宇来源：《新校园·中旬刊》2014年第09期摘要：随着经济的发展，我国的制造业呈现出较为明显的发展形势，提高生产效率成为各个方面关注的重点，实现高速加工能够使这个问题得到较好的缓解。

想要实现这个目的，就需要选用高速机床。

高速电主轴是数控机床的核心部分，具备强耦合性质。

实际上，其在机电能量转换中，可以体现出机电耦合性质，能够对高速电主轴产生较为重要的影响，针对其进行动力学模型构建具有较为重要的现实作用。

关键词：高速电主轴电动机；主轴系统；机电耦合机电耦合系统具有机械与电磁的共同特性，其本身运作也涉及到两者之间的转换。

这种特性在各类机电系统中十分常见。

一般情况下，其本身运作频率和速度相对较为低下，可以忽视其电磁辐射。

但是，这种情况并不绝对，一旦其频率或速度达到一定程度，就会在发挥作用的过程中，产生相对较强的电磁辐射。

一、高速电主轴机电耦合分析从机电耦合的方向对高速电主轴进行分析，主要目的是为了对其动态性能进行较为必要的研究。

事实证明，此研究不仅具有重要的现实意义，也会在工程施工的过程中发挥重要的作用。

1.方法与内容在工程当中，机电耦合传动系统是各个部分的有机组合，具体来说，其两个主要组成部分分别为电机与机械传动轴。

由此可见，只要系统组成的两个部分存在，就会出现相应的机电耦合。

当前，其传动方式主要针对电机与负载进行添加，使其能够具备传动功能，比如链条、皮带等。

同时，负载和电机之间能够直接实现耦合过程。

这种运作方式能够产生较强的现实意义，避免故障及磨损的发生。

高速电动主轴传动方式属于直接耦合。

其本身与主轴本身存在一定关联，在构成方面体现出较为复杂的特性。

其内部包含各个部分的子系统，在运作过程中存在较多繁复耦合关系。

针对其进行建模考量可以运用分解协调法。

在这个过程中，比较容易出现各个部分之间的耦合变量存在较为明显差异的情况。

针对这种情况，便需要运用统一原则针对其存在的差异进行消除，使其能够较好地符合现实情况。

基于机电耦合理论的智能反射面天线形状最优控制

ＬＩＡＮＰｅｉ — ｙｕａｎ，ＷＡＮＧＷｅｉ，ＢＡ０Ｈｏｎｇ，ＸＵＷａｎ — ｙｅ
（ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｑｕｉｐｍｅｎｔＳｔｒｕｃｔｕｒｅＤｅｓｉｇｎｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，
网址：ｗｗｗ．ｓｙｓｅｌｅ．ｃｏｎｒ
基于机电耦合理论的智能反射面天线形状最优控制
连培园，王伟，保宏，许万业
（西安电子科技大学电子装备结构设计教育部重点实验室，陕西西安７１００７１）
ＳｙｓｔｅｍｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ
Ｖｏ１．３６Ｎｏ．３
Ｍａｒｃｈ２Ｏ１４
２０１４年３月
文章编号：１００１５０６Ｘ（２０１４）０３０４１７ — ０５
环境载荷重力载荷风载荷温度载荷等的存在致使常规结构很难保持所需精度而智能桁架结构可以随周围环境的变化而进行主动调控既减轻了重量又可达到很高的形状精度要求23因而其研究和应用在精密复杂结构等领域得到了快速发展29利用固粘于天线反射面表面的压电材料来改变抛物面的形状
第３６卷
第３期
系统工程与电子技术
Ｏｐｔｉｍｕｍｓｈａｐｅｃｏｎｔｒｏｌｏｆｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｒｅｆｌｅｃｔｏｒａｎｔｅｎｎａｂａｓｅｄｏｎ

磁悬浮轴承的原理

磁悬浮轴承的原理王养丽(西安武警工程学院物理教研室,西安三桥　710086)(收稿日期:2000-02-16;修回日期:2000-05-15) 摘　要　本文介绍国内外磁悬浮轴承技术的发展历史现状,以及它的物理原理.关键词　磁悬浮轴承;电磁力;基本原理THE PRINCIPLE OF MAGNETICSUSPENSION BEARINGWang YangLi(Engin eering College of Armed Police Force,Xi'an.710086)Abstract　T his paper intro duces the physical pr inciple and the development and research status of m agnetic suspensio n bearing.Key Words　magnetic suspersio n bearing;electr omagnetic　force;principle 磁悬浮轴承也称电磁轴承或磁力轴承,是利用磁场力将轴承无机械摩擦、无润滑地悬浮在空间的一种新型高性能轴承。

由于它具有一系列独特的优点,近年来对其研究颇为重视。

又因为磁悬浮轴承技术涉及多个领域,多项技术的交织在其中表现突出,研究和开发利用的难度较大,对其研究力度正在进一步加强。

1　磁悬浮轴承概述利用磁力使物体处于无接触悬浮状态的设想由来已久,但实现起来并不容易。

早在1842年,Ear nsho w就证明:单靠永久磁体是不能将一个铁磁体在所有6个自由度上都保持在自由稳定的悬浮状态的。

然而,真正意义上的磁悬浮研究是从本世纪初的利用电磁相吸原理的悬浮车辆研究开始的。

1937年,Kenper申请了第一个磁悬浮技术专利,他认为要使铁磁体实现稳定的磁悬浮,必须根据物体的悬浮状态不断的调节磁场力的大小,即采用可控电磁铁才能实现,这一思想成为以后开展磁悬浮列车和磁悬浮轴承研究的主导思想。