目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 應(yīng)用需求 1
1.2 磁浮平面電機發(fā)展歷史 3
1.2.1 基于一維磁鋼陣列的平面電機研究 5
1.2.2 基于二維磁鋼陣列的平面電機研究 6
1.2.3 動圈式與動磁式平面電機對比分析 7
1.2.4 磁浮平面電機的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用 9
1.3 磁浮平面電機關(guān)鍵技術(shù) 11
1.3.1 平面電機設(shè)計方法 11
1.3.2 平面電機驅(qū)動及控制方法 15
1.4 本書大綱 19
參考文獻 20
第2章 基于二維周期磁場的無鐵芯永磁平面電機建模 25
2.1 引言 25
2.2 二維周期磁場下的平面電機 25
2.3 平面電機二維周期磁場建模 26
2.4 統(tǒng)一推力模型 27
2.4.1 線圈位置與形狀姿態(tài)的解耦特性 27
2.4.2 統(tǒng)一模型的形式 30
2.4.3 統(tǒng)一模型的一般性 32
2.5 統(tǒng)一推力模型的建模應(yīng)用 38
2.5.1 適用于任意線圈的快速建模方法 38
2.5.2 適用于任意繞制閉環(huán)線圈的建模方法 39
2.6 統(tǒng)一推力模型實例 42
參考文獻 46
第3章 基于二維非周期磁場的無鐵芯永磁平面電機推力建模 47
3.1 引言 47
3.2 基于周期磁場假設(shè)建模方法存在的問題 47
3.3 二維非周期磁場下的平面電機 48
iv 無鐵芯永磁同步平面電機設(shè)計與應(yīng)用
3.4 平面電機二維非周期磁場建模 49
3.4.1 二維非周期區(qū)域剩磁函數(shù)表達 49
3.4.2 平面電機二維非周期磁場求解 59
3.4.3 平面電機二維非周期磁場驗證 61
3.5 擴展統(tǒng)一推力模型構(gòu)建 63
3.6 擴展統(tǒng)一推力模型實例 66
參考文獻 68
第4章 無鐵芯永磁平面電機的電流分配方法 70
4.1 引言 70
4.2 電流分配基本概念 70
4.3 基于剛體動力學的電流分配方法 71
4.3.1 D-Q電流分配方法 71
4.3.2 最小二乘法電流分配方法 73
4.4 基于柔體動力學的電流分配方法 77
4.4.1 動圈式平面電機 78
4.4.2 動磁式平面電機 79
參考文獻 80
第5章 無鐵芯永磁平面電機計算驅(qū)動方法 82
5.1 引言 82
5.2 計算驅(qū)動理論框架 82
5.3 電機動力學模型構(gòu)建 83
5.4 推力系數(shù)辨識 87
5.4.1 推力系數(shù)離線辨識 88
5.4.2 推力系數(shù)在線辨識 92
5.5 精準電流計算 96
5.6 仿真與實驗驗證 99
5.6.1 直線電機仿真與實驗驗證 99
5.6.2 平面電機仿真驗證 107
參考文獻 110
第6章 無鐵芯永磁平面電機多軸解耦控制 112
6.1 引言 112
6.2 多軸耦合效應(yīng)產(chǎn)生機理 112
6.2.1 數(shù)學定義 112
6.2.2 耦合效應(yīng)機理建模 114
6.3 基于懸浮出力的模型偏差標定 117
6.3.1 磁心標定過程 119
6.3.2 質(zhì)心標定過程 120
6.3.3 標定過程小結(jié) 121
6.4 多軸解耦控制實驗 122
6.4.1 實驗設(shè)置 122
6.4.2 磁心標定實驗 125
6.4.3 質(zhì)心標定實驗 126
參考文獻 129
第7章 大行程可旋轉(zhuǎn)模塊化磁浮平面電機 130
7.1 引言 130
7.2 模塊化磁浮平面電機基礎(chǔ) 130
7.3 平面電機樣機設(shè)計 132
7.3.1 平面電機構(gòu)型優(yōu)化設(shè)計 132
7.3.2 平面電機參數(shù)優(yōu)化設(shè)計 136
7.3.3 平面電機整機結(jié)構(gòu)設(shè)計 139
7.4 系統(tǒng)性能測試 143
7.4.1 大行程大角度旋轉(zhuǎn)實驗 143
7.4.2 電流分配實驗 145
第8章 動磁式平面電機并行優(yōu)化設(shè)計 150
8.1 引言 150
8.2 平面電機并行優(yōu)化 150
8.2.1 整體電磁性能優(yōu)化 150
8.2.2 剛度性能計算框架 153
8.2.3 電磁性能與剛度性能并行優(yōu)化框架 155
8.2.4 并行優(yōu)化結(jié)果 156
8.3 超精密測量系統(tǒng)設(shè)計 157
8.4 系統(tǒng)性能驗證 159
8.4.1 并行優(yōu)化性能驗證 159
8.4.2 百毫米級行程納米級精度驗證 160
參考文獻 162
第9章 未來展望 163
9.1 引言 163
9.2 建模與仿真技術(shù)的深化 163
9.2.1 下一代力/推力模型的探索 163
9.2.2 多物理場耦合仿真與數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用 164
9.2.3 復雜幾何結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)動力學先進仿真工具 164
9.3 驅(qū)動、控制與執(zhí)行智能化的革新 164
9.3.1 計算驅(qū)動技術(shù)的持續(xù)演進 164
9.3.2 智能化電流分配與多軸協(xié)同控制 165
9.3.3 先進測量技術(shù)與多傳感器信息融合 165
9.3.4 分布式驅(qū)動與多傳感融合控制的智能體技術(shù)展望 165
9.4 新一代設(shè)計、制造與系統(tǒng)集成理念 166
9.4.1 整體化與并行優(yōu)化設(shè)計策略的深化 166
9.4.2 模塊化與可重構(gòu)平面電機技術(shù)的發(fā)展 166
9.4.3 新型材料與先進制造技術(shù)的探索與應(yīng)用 166
9.4.4 高效智能熱管理解決方案的革新 166
9.5 拓展應(yīng)用領(lǐng)域與新興市場機遇 167
9.6 總結(jié)與展望 167
參考文獻 168