国家自然科学基金(51175325)
- 作品数：8 被引量：9H指数：2
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- 相关领域：电气工程机械工程交通运输工程自动化与计算机技术更多>>
- 基于解析模型的磁场调制式磁力齿轮机械特性分析被引量：1
- 2013年
- 应用电磁学理论,求解磁场调制式磁力齿轮模型的拉普拉斯和泊松方程组,建立其解析解模型。基于磁场调制式磁力齿轮的解析解模型,研究了最大输出转矩随着内外转子磁铁厚度、调磁环的厚度和开槽率、内外层气隙厚度等几种结构参数的变化规律,进行磁力齿轮的初步优化。
- 刘洋曹家勇刘继超
- 关键词：解析模型结构参数磁场调制
- 磁力齿轮-电机复合式电动轮毂驱动特性分析
- 2014年
- 为探讨磁场调制式磁力齿轮在电动车驱动中的应用,首先结合磁场调制式磁力齿轮的基本原理,将电机嵌套在磁场调制式磁力齿轮的内转子内,组成复合电机;其次应用电机学和电磁学理论,对其进行建模,并将其应用于电动自行车上,建立其受力模型,研究电动自行车在水平路面行驶和爬坡时的启动、巡航的运动状态。仿真结果表明,装配有磁场调制式磁力齿轮的电动自行车,无论在水平路面还是斜坡上,都可以达到期望的速度并保持平稳行驶,取得了理想的效果。
- 高广曹家勇刘洋梁庆华
- 关键词：电动自行车受力分析
- 磁齿轮啮合型双转子电机建模及控制器设计被引量：1
- 2018年
- 磁齿轮啮合双转子永磁电机将永磁电机结构与磁力齿轮结构融合,可以实现低转速大转矩输出,对于提高电机的运行效率和转矩密度开辟了崭新的思路。但是,这类元件的机电动力学建模以及高性能控制却是个亟待解决的问题。文章旨在建立磁啮合电机的机电耦合动力学解析模型,掌握控制器参数对驱动系统性能的影响规律。从电机运行原理出发,将磁啮合电机的电枢-高速转子部分等效为永磁同步电机子模型,而磁力齿轮部分等效为具有弹性相互作用的双转子动力学子模型,两部分通过高速转子转速相结合。在MATLAB/Simulink中建立了磁啮合电机数值模型,同时使用PID控制对整个系统进行调控。利用PID参数整定方法,对控制器系统的性能进行仿真和优化。仿真结果表明,虽然系统存在非线性和耦合问题,但是整定后的PID控制可以使系统对输入信号进行良好跟踪,系统能够达到较好的综合性能指标。
- 曹家勇姚淳哲王镜森任超
- 关键词：动力学模型PID控制参数整定
- 磁力齿轮伺服系统的观测器状态反馈控制
- 2015年
- 针对磁力齿轮的低刚度特性,从具体的控制策略角度开展磁力齿轮在伺服驱动系统中应用的研究。建立了包含磁力齿轮伺服开环系统的物理以及数学模型,利用极点配置算法对系统闭环极点进行配置,重点引入观测器设计,主要内容包括观测器控制器的设计原理、算法、实例以及仿真分析,实现系统的闭环控制。仿真结果表明:该观测器可以很好的实现对一些难以直接获得的状态变量进行观测,从而使得相应的极点配置得以在实际系统中实现,并且系统获得了良好的动、静态响应。
- 张婧茹曹家勇李政高广
- 关键词：伺服系统极点配置状态观测器
- 含Halbach永磁阵列的磁场调制式磁力齿轮特性分析被引量：3
- 2017年
- 磁场调制式磁力齿轮是一种非接触磁力传动装置,Halbach永磁阵列是一种非单一充磁方向的新型永磁结构。为了掌握含Halbach永磁阵列磁场调制式磁力齿轮的磁场和机械特性,首先,用傅里叶级数展开方法表达了Halbach永磁阵列磁化强度的基波和谐波分量;其次,利用有限元方法,分别建立了径向充磁型和Halbach型磁场调制式磁力齿轮模型,比较了两种模型内外气隙磁场和磁场谐波、内转子和外转子的矩角特性和齿槽转矩特性。通过对比可知,相比于径向充磁型磁力齿轮,Halbach型磁力齿轮具有更加平滑的转矩输出。
- 曹家勇孙凯文任超王镜森
- 关键词：磁场转矩脉动
- 磁齿轮啮合型电机齿槽转矩影响因素分析被引量：3
- 2016年
- 磁齿轮啮合型电机是一种具有新颖电磁结构的永磁驱动元件,其具有转矩密度高、低速转矩大等优点。在分析所研究磁齿轮啮合型电机工作原理和齿槽转矩表达式后,得出了影响磁齿轮啮合型电机齿槽转矩的几个因素,利用有限元的方法建立了电机二维模型,对影响电机齿槽转矩及其波动的各种因素进行了仿真分析,得到了齿槽转矩及波动与电机结构尺寸和永磁体材料的变化关系。
- 任超曹家勇梁庆华代欣张婧茹
- 关键词：齿槽转矩有限元方法永磁电机
- 包含磁力齿轮的位置伺服系统的极点配置与积分校正控制
- 2016年
- 为克服磁力齿轮的低刚度特性,提高伺服系统动态性能和抗干扰能力,采用以输出位置作为状态反馈构成全闭环控制系统的策略。建立既考虑磁力齿轮的动力学特性,又考虑摩擦负载和外界负载的综合动力学模型,进而得到系统的频域表达和状态空间表达。利用极点配置法,合理选择闭环系统主导极点,并设定状态反馈系数向量,以获得预想的系统性能。为进一步增强系统的抵抗负载波动能力,引入积分校正环节对位置误差信号进行积分运算,构建基于积分校正方法的控制系统。对所建立的2类控制系统进行数值仿真。研究结果表明:2种控制方法均能使直线滑台快速而准确地到达指令位置,实现对输入信号的良好跟踪。但含积分校正器控制系统具有更好的抗干扰能力和定位精度,更适用于具有大波动负载和外界干扰的场合。
- 曹家勇张婧茹代欣梁庆华
- 关键词：伺服系统数学建模极点配置
- 工业感应加热电源的H∞控制算法设计与仿真被引量：1
- 2020年
- 感应加热由于其环保和热效率高等优势一直是国内外学者研究的热点。由于感应加热电路中普遍存在扰动,电气元件参数不易准确估计,传统的基于确定性模型设计的PI控制器性能难以提升,有必要进一步改进。以感应加热系统为研究对象,建立了具有等效串联谐振负载的系统状态空间模型,并对模型进行了线性化解耦,基于解耦之后的模型设计了双闭环PI控制器以及改进的电流内环H∞控制器。为验证结果,分别对PI控制器与H∞控制器在两种启动条件下进行仿真,通过对比进一步证实了改进之后的系统具有更好的抗干扰能力与动态特性。
- 党铭章曹家勇吕文壮吴玉春
- 关键词：双闭环H∞控制
