隨著制造精度及效率要求的不斷提高,高端制造技術(shù)朝著高精密、高速度的方向持續(xù)發(fā)展。驅(qū)動系統(tǒng)作為制造裝備的核心單元面臨著更高的性能要求,磁阻作動器相對常用的音圈電機具有力密度大、能耗低的突出優(yōu)點,然而其存在由磁滯效應(yīng)帶來的非線性建模及控制難題。本文擬建立考慮磁滯效應(yīng)的磁阻作動器磁路及電磁力模型,研究磁滯模型的改進方法,建立磁阻作動器系統(tǒng)仿真模型、搭建實驗平臺并進行分析驗證,研究磁阻作動器磁滯效應(yīng)的補償控制算法。主要內(nèi)容如下:介紹了磁阻作動器基本磁路及電磁力方程,基于Duhem模型和修形函數(shù)建立了磁場強度-磁感應(yīng)強度表征的導(dǎo)磁材料正逆磁滯模型,研究了其擦除性、一致性屬性;針對典型結(jié)構(gòu)磁阻作動器,考慮磁路截面變化建立了等效磁路模型,推導(dǎo)了含磁滯效應(yīng)的電流-磁感應(yīng)強度、電流-電磁力的非線性關(guān)系表達式,并對其特性進行了分析。針對磁滯回線的中心不對稱性,提出了分象限修形的改進方法,利用遺傳算法進行模型參數(shù)辨識,比較了四參數(shù)、六參數(shù)模型的建模精度;針對氣隙變化對磁阻作動器磁滯回線的影響,研究了修形函數(shù)控制參數(shù)與氣隙的關(guān)系,建立了含氣隙變化的改進磁滯模型;基于考慮磁滯效應(yīng)的磁路、電磁力及電路方程建立了磁... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

鐵磁性材料磁滯非線性特性曲線

圖 1.2 各種磁滯模型(1) 微分方程磁滯模型微分方程磁滯模型可考慮輸入信號的變化率，即會對信號求微分，可以實現(xiàn)相關(guān)和率無關(guān)的磁滯建模。由于一般求出微分方程磁滯模型的逆磁滯模型過程，故在利用逆模型的補償控制器設(shè)計中面臨挑戰(zhàn)。常用的微分方程磁滯模型包uhem 模型、Backlash-like 模型和 Bouc-Wen 模型等。1)Duhem 模型Duhem 模型通過捕獲輸入信號幅值的改變方向，計算出對應(yīng)的輸出，構(gòu)建輸出的磁滯特性，具體關(guān)系可以表述為：1 2w( t ) f ( w( t ), v (t ))v (t ) f ( w( t ), v (t ))v (t ) (1.1式中，( ) ( )( )2v t v tv t (1.2

才被完全定義為一種只依賴數(shù)學(xué)知識的計算模型，不包含任何物理義。Preisach 模型現(xiàn)今已成為表征磁滯非線性特性，被最廣泛使用的模型之][26]。建立一種 Relay 算子的超平面[11]是 Preisach 模型基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。該算子的形狀類磁滯現(xiàn)象中磁滯回線的形狀，不過被簡化為一個明確的矩形磁滯回線，如圖 示。在輸入自變量u 的變化下，因變量v只會等于 1 或者-1。此算子的特別之于，自變量取值范圍 , 內(nèi)，因變量 的輸出會根據(jù)輸入的歷史變化規(guī)律取者-1。當(dāng)輸入在 增大時，輸出為-1，否則為 1。在基本磁滯算子的基礎(chǔ)取有限個基于此算子的多項疊加即可以獲得輸出，具體思路如圖 1.4 所示，計式如式 1.6 所示。( ( ))i i i iiv u R u t (1.6式中， ( ( ))i iR u t 是關(guān)于輸入的權(quán)重函數(shù)。

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3605664