本文關(guān)鍵詞：包含磁力齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型與控制方法研究

  更多相關(guān)文章： 磁力齒輪 復(fù)合電機(jī) 數(shù)學(xué)模型 抗飽和控制 電動(dòng)自行車

【摘要】：磁力齒輪是一種依靠永磁陣列磁場(chǎng)相互作用來(lái)實(shí)現(xiàn)主動(dòng)件和從動(dòng)件之間運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力傳遞的新型傳動(dòng)形式。與傳統(tǒng)機(jī)械齒輪相比，磁力齒輪無(wú)需主動(dòng)件和從動(dòng)件直接接觸，還免去了機(jī)械齒輪中存在的需要經(jīng)過(guò)復(fù)雜機(jī)械加工而得到的輪齒。由此帶來(lái)了加工成本低廉、無(wú)需潤(rùn)滑、低噪音、易于維護(hù)、具有過(guò)載保護(hù)能力等顯著優(yōu)點(diǎn)。鑒于此，磁力齒輪在新能源、化工、軍工等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，目前已經(jīng)在船舶驅(qū)動(dòng)、電動(dòng)汽車、風(fēng)力發(fā)電、伺服傳動(dòng)等領(lǐng)域有了初步應(yīng)用。 本文圍繞著磁場(chǎng)調(diào)制式磁力齒輪做了以下工作： 1.基于電磁場(chǎng)和電機(jī)學(xué)的相關(guān)理論，介紹了磁場(chǎng)調(diào)制式磁力齒輪的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和磁場(chǎng)調(diào)制式磁力齒輪復(fù)合電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，討論了有限元分析的磁場(chǎng)波形和諧波成分。 2.根據(jù)有限元仿真和實(shí)驗(yàn)得出的相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)磁場(chǎng)調(diào)制式磁力齒輪進(jìn)行非線性擬合，在一定誤差范圍內(nèi)對(duì)磁力齒輪模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，并分析了了磁力齒輪的其它簡(jiǎn)化方法，，最后分析了系統(tǒng)剛度對(duì)磁力齒輪的影響。 3.在磁力齒輪簡(jiǎn)化模型的基礎(chǔ)上，分別通過(guò)PI控制和觀測(cè)器極點(diǎn)配置法對(duì)磁場(chǎng)調(diào)制式磁力齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行伺服控制，針對(duì)伺服控制系統(tǒng)中存在的飽和現(xiàn)象，采取多種方法進(jìn)行抗飽和設(shè)計(jì)，使得系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性得到改善。 4.在對(duì)磁場(chǎng)調(diào)制式磁力齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)理論分析的基礎(chǔ)上，探討了其在電動(dòng)自行車上的應(yīng)用，建立了含磁力齒輪、輪轂式電動(dòng)自行車的系統(tǒng)模型，分析了電動(dòng)自行車在典型路況下的受力特點(diǎn)和驅(qū)動(dòng)特性，以MATLAB/SIMULINK為工具開(kāi)展了控制系統(tǒng)仿真。 5.開(kāi)展了有關(guān)實(shí)驗(yàn)研究，設(shè)計(jì)了傳動(dòng)效率與機(jī)械特性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、電動(dòng)自行車實(shí)驗(yàn)裝置和伺服控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，完成或部分完成了實(shí)驗(yàn)臺(tái)或裝置的構(gòu)建。對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)和裝置進(jìn)行了初步調(diào)試和實(shí)驗(yàn)，為進(jìn)一步開(kāi)展較深入實(shí)驗(yàn)提供準(zhǔn)備。
【關(guān)鍵詞】：磁力齒輪 復(fù)合電機(jī) 數(shù)學(xué)模型 抗飽和控制 電動(dòng)自行車
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH132.41;TP273
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-31
• 1.1 引言12-13
• 1.2 磁力齒輪的發(fā)展概論13-25
• 1.2.1 永磁齒輪的相關(guān)研究13-18
• 1.2.2 永磁齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的相關(guān)研究18-21
• 1.2.3 永磁齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)控制方法的相關(guān)研究21-25
• 1.3 伺服控制理論發(fā)展概述25-28
• 1.3.1 控制理論的發(fā)展概述25-26
• 1.3.2 伺服系統(tǒng)概述26-28
• 1.4 本論文研究課題來(lái)源、研究意義、主要內(nèi)容28-31
• 1.4.1 課題來(lái)源28
• 1.4.2 磁場(chǎng)調(diào)制式磁力齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的研究意義28-29
• 1.4.3 主要研究?jī)?nèi)容29-31
• 第二章 磁場(chǎng)調(diào)制式磁力齒輪的基本結(jié)構(gòu)及原理31-37
• 2.1 磁場(chǎng)調(diào)制式磁力齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)31-33
• 2.1.1 磁場(chǎng)調(diào)制式磁力齒輪31-32
• 2.1.2 磁場(chǎng)調(diào)制式磁力齒輪復(fù)合電機(jī)32-33
• 2.2 磁場(chǎng)調(diào)制式磁力齒輪的工作原理33-36
• 2.3 本章小結(jié)36-37
• 第三章 磁力齒輪特性分析與數(shù)學(xué)模型37-51
• 3.1 磁力齒輪靜態(tài)機(jī)械特性的非線性模型37-42
• 3.1.1 多項(xiàng)式擬合37-41
• 3.1.2 三角函數(shù)擬合41-42
• 3.2 磁力齒輪的簡(jiǎn)化線性模型42-46
• 3.3 其他簡(jiǎn)化方法46-48
• 3.4 磁場(chǎng)調(diào)制式磁力齒輪剛度分析48-49
• 3.5 本章小結(jié)49-51
• 第四章 包含磁力齒輪伺服系統(tǒng)的抗飽和控制51-77
• 4.1 磁場(chǎng)調(diào)制式磁力齒輪的伺服控制51-56
• 4.1.1 磁力齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的 PI 控制51-52
• 4.1.2 磁力齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的觀測(cè)器-極點(diǎn)配置控制52-54
• 4.1.3 伺服控制系統(tǒng)的仿真54-56
• 4.2 磁力齒輪伺服系統(tǒng)中的約束56-58
• 4.3 磁力齒輪控制系統(tǒng)中的飽和現(xiàn)象58-59
• 4.4 磁力齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的抗飽和方法設(shè)計(jì)59-68
• 4.4.1 條件積分法60-63
• 4.4.2 反計(jì)算法63-67
• 4.4.3 磁力齒輪的變結(jié)構(gòu) PID 控制方法67-68
• 4.5 抗飽和控制算法仿真68-75
• 4.5.1 條件積分法仿真69-71
• 4.5.2 反計(jì)算法仿真71-74
• 4.5.3 變結(jié)構(gòu) PID 控制74-75
• 4.6 本章小節(jié)75-77
• 第五章 包含磁力齒輪電動(dòng)自行車特性分析與仿真77-84
• 5.1 車輛的受力分析77-78
• 5.2 復(fù)合輪轂式電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)特性分析模型78-80
• 5.2.1 水平路面78-79
• 5.2.2 爬坡路面分析79-80
• 5.3 計(jì)算機(jī)仿真80-82
• 5.3.1 電機(jī)模塊80
• 5.3.2 磁力齒輪模塊80-82
• 5.4 結(jié)論82-84
• 第六章 樣機(jī)的研制與實(shí)驗(yàn)84-90
• 6.1 傳動(dòng)效率與機(jī)械特性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)84-86
• 6.2 伺服驅(qū)動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)86-87
• 6.3 電動(dòng)自行車實(shí)驗(yàn)87-89
• 6.4 本章小結(jié)89-90
• 第七章 全文總結(jié)90-92
• 7.1 結(jié)論90-91
• 7.2 展望91-92
• 參考文獻(xiàn)92-98
• 致謝98-99
• 攻讀碩士學(xué)位期間參與的課題及成果99

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 劉新華;新型磁場(chǎng)調(diào)制式磁性齒輪的設(shè)計(jì)研究[D];上海大學(xué);2008年

本文編號(hào)：786292