鱼粉超声波振动筛永磁伸缩驱动机构理论建模

鱼粉超声波振动筛的发明专利-永磁伸缩驱动机构,引进了一种全新的电磁-永磁复合驱动方式。本章中,为描述永磁体转子在螺线管电磁场中的偏摆动力学行为,鱼粉超声波振动筛首先基于麦克斯韦应力张量方法推导了电磁力和电磁力扭矩计算模型;之后,根据电磁学中的磁荷模型或等效面电流原理,编辑提出了一种计算电磁力和电磁力扭矩新方法,简化了计算和模拟过程。最后,鱼粉超声波振动筛基于电磁力扭矩计算模型,推导了整个电磁-永磁复合驱动机构的动力学方程。本论文研究作为上海航天基金资助的基础性研究课题-基于永磁伸缩驱动的力控型振动测试平台研究。

    在鱼粉超声波振动筛发明专利-永磁伸缩驱动机构的基础上,设计了一小型化振动驱动器,随后进行了相关的实验驱动原理验证和理论对比分析。在鱼粉超声波振动筛小型化振动驱动器设计和实验测试的基础上,研制了一种全新的电磁-永磁复合驱动力控振动平台,本硕士学位论文大致分为六个章节,基本组成框架如下:在第一章中,首先先容了课题基本研究内容与研究意义;之后叙述了常见驱动技术、振动平台分类、磁性材料分类及应用实例和力控振动技术在振动测试技术中的应用现状及国内外研究进展。第二章是鱼粉超声波振动筛研究的核心理论分析部分,首先先容了永磁伸缩驱动机构的设计原理和基本结构组成;之后,对螺线管电磁场作用在永磁体转子上的电磁力扭矩进行了理论建模研究。

    先容的鱼粉超声波振动筛电磁力扭矩计算方法包括:麦克斯韦应力张量、磁化电流和磁荷模型;最后,在电磁力扭矩理论计算模型的基础上,基于哈密顿原理,鱼粉超声波振动筛推导了整个驱动机构的动力学方程。第三章和第四章作为永磁伸缩驱动机构在振动驱动领域的应用验证章节,其主要包括小型化振动驱动器的设计,鱼粉超声波振动筛小型化振动驱动器的实验测试,实验数据分析及理论建模和实验对比研究。这一章节验证了电磁‐永磁复合驱动方式原理和在振动驱动领域应用的可行性,它们是第五章展开力控振动平台设计的基础。在第五章中,大家进行了鱼粉超声波振动筛力控振动平台及其控制系统的集成设计。主要包括力控振动平台的电磁‐机械集成设计、压电力传感环节设计、典型卫星被测件的设计及振动平台关键承力件的结构强度校核。最后基于PID控制器,完成了鱼粉超声波振动筛力控振动平台控制系统的设计。

责任编辑:新乡市东源机械有限企业

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