收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

永磁转子偏转式三自由度电机转子位置非接触式磁敏检测方法的研究

郭曼洁  
【摘要】:在现代工业科技水平不断提高和人工智能化不断发展的今天,驱动机构往往需要完成多个方向上的运动。在用传统电动机实现多自由度运动时,需要多台电机同时运作,且其机械传动机构较为复杂,因此早已不适应现代科技发展的需求。能够独立完成多个方向运动的多自由度电动机应运而生。电机理论、控制理论的不断发展,电机制造工艺水平的不断改进和完善,为实现多自由度电动机的复杂控制奠定了理论基础。随着多种永磁材料如铝镍钴系永磁合金、永磁铁氧体、稀土永磁材料和复合永磁材料的出现,使体积庞大、结构复杂的电动机逐步被由永磁材料制作成的结构简单、体积轻便、操作方便的执行机构代替,因此永磁多自由度电动机成为目前的研究热点。在参考国内外学者研发的多种结构的多自由度电动机及其位置检测方法的基础上,针对双层定子线圈、单层圆鼓形永磁转子结构的偏转式三自由度电动机,提出一种转子位置检测方法,进行了永磁体磁场建模、检测算法应用及检测系统装置的设计等基础研究。本论文的研究工作具体包括以下几个方面:1)介绍了多自由度永磁电动机的优越性能,并总结概括了到目前为止国内外研究制造的各种不同结构的多自由度电动机,在此基础上对三自由度运动电动机的转子位置检测方法进行分类描述。介绍了其最新研究进展中的各种问题,并讨论了永磁多自由度电动机的发展前景和趋势。2)利用PRO/E软件对一种永磁转子偏转式三自由度电动机进行仿真建模。介绍了这一新型三自由度电动机的结构和尺寸,同时对其三自由度运动的基本原理进行了详尽的描述。3)以形状简单的圆柱体为例,用较为成熟的分布式多极(DMP)模型和本文讨论的分子电流模型对其进行建模仿真,应用MATLAB软件对所建立的模型进行对比分析,最终证明两种方法的仿真结果相一致,且误差在可接受范围之内,进一步验证了该方法的合理性。4)本文所讨论的永磁偏转式三自由度电动机的转子形状较为特殊,为圆鼓形,采用分子电流模型对其进行仿真建模。并详细论述了采用磁敏传感器测量永磁体磁场来进行位置检测的方法。经过分析计算可以得到,永磁体磁场与旋转角度的关系与多项式逼近法的仿真结果相近,误差较小。5)基于对磁场和位置检测系统的理论分析,针对具有代表性的阶梯型永磁体,搭建了基于霍尔传感器的转子位置检测实验平台。以ARM系列STM32F103RCT6开发板作为下位机的核心,上位机界面的显示采用VB与MATLAB软件结合的方法。在此基础上,提出并采用两种位置检测的方法,一是传统高斯计测量方法,二是自动检测方法。分别将两种方法用于该转子的位置检测实验中,并进行对比分析。实验结果证明了所搭建的自动检测系统和文中讨论的转子位置检测算法具有一定的可行性和合理性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 姜广文,汪滨琦,崔宝成;一种三自由度并联驱动平台机构的空间位置解算和分析[J];哈尔滨工程大学学报;2002年04期
2 姜文刚;尚婕;李建华;邓志良;汪电明;姜文刚;;三自由度动感电影系统研制[J];电气自动化;2006年01期
3 鲁高奇;赵存华;;多弹种武器三自由度数学模型及仿真[J];河南科技学院学报;2009年04期
4 杨国树;;三质点三自由度非线性的气动激振系统振动的初步研究[J];振动.测试与诊断;1985年02期
5 黄声华,陶醒世,林金铭;三自由度球形电机的发展[J];电工电能新技术;1989年01期
6 王玉萍;;一种三自由度电动仿真平台的设计[J];仪器仪表用户;2012年04期
7 刘军;蔡萍;吉小军;刘山尖;;一种新的三自由度摇摆台位置逆解及仿真[J];组合机床与自动化加工技术;2009年01期
8 李瑞庚;;肌电信号幅度控制的前臂三自由度假手[J];医疗器械;1984年02期
9 黄志超,包忠诩,陈泽中;三自由度制样粉碎机的设计[J];机械设计与制造;2001年05期
10 朱兴龙,周骥平,罗翔,颜景平;一种新型三自由度液压伺服关节的动力学模型[J];东南大学学报(自然科学版);2004年01期
11 黄声华,陶醒世,林金铭;三自由度电机及其解耦控制理论[J];华中理工大学学报;1992年05期
12 罗文豹;李维嘉;汪潇;高岩;吴金波;;一种三自由度运动平台机构的优化设计[J];中国机械工程;2011年14期
13 陈子明;陈谊超;杨凤霞;黄真;;两种三自由度并联角台机构的转动空间分析[J];机械工程学报;2014年05期
14 王德禹,李龙渊,施其;三自由度晃荡模拟装置及其模态分析[J];海洋工程;2000年04期
15 杨加伦;高峰;戚开诚;史立峰;;正交三自由度球面并联机构的位置正反解新方法[J];机械设计与研究;2008年03期
16 金承立;三自由度(位移)系统的机械阻抗法分析和研究[J];电子机械工程;1999年03期
17 付景顺;郎晓辉;张弘;;并联三自由度运动平台动力学分析[J];环境技术;2013年06期
18 王英;李瑞琴;宋胜涛;;平面三自由度连杆机构的型综合[J];机械传动;2014年07期
19 杨启志;庄佳奇;尹小琴;谢俊;朱小兵;訾鹏飞;;一种三自由度全柔性并联微动激振台的设计[J];机械设计与研究;2011年04期
20 张宪民;龙学俊;林容周;;基于视觉的三自由度微动平台输入耦合研究[J];振动.测试与诊断;2013年01期
中国重要会议论文全文数据库 前7条
1 叶长春;余丽霞;宋影松;;三自由度模拟支撑致稳平台系统设计及实验[A];中国工程物理研究院科技年报(2005)[C];2005年
2 朱兴龙;周骥平;颜景平;;一种新型的三自由度垂直相交运动解耦液压伺服关节的设计[A];面向制造业的自动化与信息化技术创新设计的基础技术——2001年中国机械工程学会年会暨第九届全国特种加工学术年会论文集[C];2001年
3 危常明;喻俊志;;一种具有三自由度鳍肢的机器海豚的机构设计与实现[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
4 孙居华;黄卫清;段志杰;;基于DSP的圆柱-球体三自由度超声电机驱动器研究[A];第十二届中国小电机技术研讨会论文集[C];2007年
5 张妍;王怀磊;;斜拉桥索-面-塔三自由度振动模型及其1:2内共振分析[A];第十二届全国非线性振动暨第九届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2009年
6 杨亚联;冯荆松;;几种自动变速器三自由度行星轮系传动比的计算方法研究[A];2010年重庆市机械工程学会学术年会论文集[C];2010年
7 李杨;贾玉红;;三自由度气浮台异形节流腔空气轴承特征研究[A];北京力学会第20届学术年会论文集[C];2014年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 代小林;三自由度并联机构分析与控制策略研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 王成军;典型农业物料在三维并联振动筛中的筛分理论与试验[D];江苏大学;2012年
3 高振;空间三自由度并联/混联机构构型、性能与若干应用研究[D];中国科学技术大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨慧萍;三自由度直升机系统设计及控制方法研究[D];昆明理工大学;2015年
2 李保庆;含防扭结构的三自由度并联汽车驾驶模拟平台研究[D];西南交通大学;2015年
3 刘志伟;抗反射表面金刚石车削的研究[D];吉林大学;2015年
4 张璐;永磁转子偏转式三自由度运动电机建模分析与结构参数的优化设计[D];河北科技大学;2015年
5 郭曼洁;永磁转子偏转式三自由度电机转子位置非接触式磁敏检测方法的研究[D];河北科技大学;2015年
6 马骏;永磁转子偏转式三自由度电机转子位置光电检测平台的研究与设计[D];河北科技大学;2015年
7 朱志磊;铰接驱动式三自由度摇动装置动力学分析与控制[D];吉林大学;2007年
8 刘全川;三自由度摇摆台方案设计与动力学分析[D];南京理工大学;2009年
9 师丽菊;三自由度弹性铰链机器人静刚度与动力学研究[D];燕山大学;2006年
10 张宏亮;三自由度飞行器的控制研究[D];东北大学;2009年
中国重要报纸全文数据库 前2条
1 安集;可进行生命探测井下救援机器人研制成功[N];中华合作时报;2009年
2 董春蕾;山东科学院研制成功并下探测救援机器人[N];中国技术市场报;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978