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磁悬浮微陀螺的设计及驱动软件研究

戴玉琴  
【摘要】: 磁悬浮转子微陀螺是国际上最近几年提出的一种最新的微陀螺,在日常生活、工业、医疗和军事等领域有着广泛的应用前景。对它进行物理和数学建模、编制相关的设计软件、从事计算和模拟仿真成为研究的热点。本文建立了两种磁悬浮物理和数学模型,提出了一种新型磁悬浮陀螺设计方法,编制了设计软件,用多相电磁旋转马达来驱动陀螺转子旋转,用位置传感器来检测转子的运动姿态。通过实验对设计、理论、仿真结果进行了验证:全文的研究内容如下:第一,对我们设计思想中的磁悬浮微陀螺进行了有限元分析法研究,证明了其浮起,旋转,稳定,测试的理论可能性;第二,初步完成了磁悬浮陀螺主体部分的设计,给出了陀螺定、转子具体设计结构与尺寸,并在此基础上提出了悬浮电磁铁的设计思路,分析磁性材料的影响及对材料的要求,进行了微磁悬浮陀螺物理建模及软件基础研究;第三,利用有限元分析法对微陀螺的旋转特性和稳定特性进行了分析,编制设计软件驱动软件;第四,提出了两种新型陀螺结构模型,编制和改进设计软件对其进行了电磁场分布模拟,能量分布模拟和电磁浮力模拟,成功设计和制作出微磁旋浮陀螺原型试样,通过编制驱动软件对其进行实验测试,实现对设计思想,设计理论,设计软件的验证。 总之,本文为新型磁悬浮陀螺的设计基础研究。不仅建立了新型磁悬浮陀螺的设计模型,编制了相关软件,且通过制作出器件对相关理论,设计,软件进行了验证分析。一方面证明了理论分析的正确性,另一方面对后继工作具有指导意义。


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1 戴玉琴;磁悬浮微陀螺的设计及驱动软件研究[D];电子科技大学;2009年
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