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(jī)發(fā)展歷史 3
1.2.1 基于一維磁鋼陣列的平面電機(jī)研究 5
1.2.2 基于二維磁鋼陣列的平面電機(jī)研究 6
1.2.3 動(dòng)圈式與動(dòng)磁式平面電機(jī)對(duì)比分析 7
1.2.4 磁浮平面電機(jī)的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用 9
1.3 磁浮平面電機(jī)關(guān)鍵技術(shù) 11
1.3.1 平面電機(jī)設(shè)計(jì)方法 11
1.3.2 平面電機(jī)驅(qū)動(dòng)及控制方法 15
1.4 本書大綱 19
參考文獻(xiàn) 20
第2章 基于二維周期磁場(chǎng)的無(wú)鐵芯永磁平面電機(jī)建模 25
2.1 引言 25
2.2 二維周期磁場(chǎng)下的平面電機(jī) 25
2.3 平面電機(jī)二維周期磁場(chǎng)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(shí)例 42
參考文獻(xiàn) 46
第3章 基于二維非周期磁場(chǎng)的無(wú)鐵芯永磁平面電機(jī)推力建模 47
3.1 引言 47
3.2 基于周期磁場(chǎng)假設(shè)建模方法存在的問(wèn)題 47
3.3 二維非周期磁場(chǎng)下的平面電機(jī) 48
iv 無(wú)鐵芯永磁同步平面電機(jī)設(shè)計(jì)與應(yīng)用
3.4 平面電機(jī)二維非周期磁場(chǎng)建模 49
3.4.1 二維非周期區(qū)域剩磁函數(shù)表達(dá) 49
3.4.2 平面電機(jī)二維非周期磁場(chǎng)求解 59
3.4.3 平面電機(jī)二維非周期磁場(chǎng)驗(yàn)證 61
3.5 擴(kuò)展統(tǒng)一推力模型構(gòu)建 63
3.6 擴(kuò)展統(tǒng)一推力模型實(shí)例 66
參考文獻(xiàn) 68
第4章 無(wú)鐵芯永磁平面電機(jī)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(dòng)力學(xué)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(dòng)力學(xué)的電流分配方法 77
4.4.1 動(dòng)圈式平面電機(jī) 78
4.4.2 動(dòng)磁式平面電機(jī) 79
參考文獻(xiàn) 80
第5章 無(wú)鐵芯永磁平面電機(jī)計(jì)算驅(qū)動(dòng)方法 82
5.1 引言 82
5.2 計(jì)算驅(qū)動(dòng)理論框架 82
5.3 電機(jī)動(dòng)力學(xué)模型構(gòu)建 83
5.4 推力系數(shù)辨識(shí) 87
5.4.1 推力系數(shù)離線辨識(shí) 88
5.4.2 推力系數(shù)在線辨識(shí) 92
5.5 精準(zhǔn)電流計(jì)算 96
5.6 仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 99
5.6.1 直線電機(jī)仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 99
5.6.2 平面電機(jī)仿真驗(yàn)證 107
參考文獻(xiàn) 110
第6章 無(wú)鐵芯永磁平面電機(jī)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(jī)理 112
6.2.1 數(shù)學(xué)定義 112
6.2.2 耦合效應(yīng)機(jī)理建模 114
6.3 基于懸浮出力的模型偏差標(biāo)定 117
6.3.1 磁心標(biāo)定過(guò)程 119
6.3.2 質(zhì)心標(biāo)定過(guò)程 120
6.3.3 標(biāo)定過(guò)程小結(jié) 121
6.4 多軸解耦控制實(shí)驗(yàn) 122
6.4.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)置 122
6.4.2 磁心標(biāo)定實(shí)驗(yàn) 125
6.4.3 質(zhì)心標(biāo)定實(shí)驗(yàn) 126
參考文獻(xiàn) 129
第7章 大行程可旋轉(zhuǎn)模塊化磁浮平面電機(jī) 130
7.1 引言 130
7.2 模塊化磁浮平面電機(jī)基礎(chǔ) 130
7.3 平面電機(jī)樣機(jī)設(shè)計(jì) 132
7.3.1 平面電機(jī)構(gòu)型優(yōu)化設(shè)計(jì) 132
7.3.2 平面電機(jī)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì) 136
7.3.3 平面電機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 139
7.4 系統(tǒng)性能測(cè)試 143
7.4.1 大行程大角度旋轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn) 143
7.4.2 電流分配實(shí)驗(yàn) 145
第8章 動(dòng)磁式平面電機(jī)并行優(yōu)化設(shè)計(jì) 150
8.1 引言 150
8.2 平面電機(jī)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(jì)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(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì) 157
8.4 系統(tǒng)性能驗(yàn)證 159
8.4.1 并行優(yōu)化性能驗(yàn)證 159
8.4.2 百毫米級(jí)行程納米級(jí)精度驗(yàn)證 160
參考文獻(xiàn) 162
第9章 未來(lái)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(chǎng)耦合仿真與數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用 164
9.2.3 復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)先進(jìn)仿真工具 164
9.3 驅(qū)動(dòng)、控制與執(zhí)行智能化的革新 164
9.3.1 計(jì)算驅(qū)動(dòng)技術(shù)的持續(xù)演進(jìn) 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(jìn)測(cè)量技術(shù)與多傳感器信息融合 165
9.3.4 分布式驅(qū)動(dòng)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(jì)、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(jì)策略的深化 166
9.4.2 模塊化與可重構(gòu)平面電機(jī)技術(shù)的發(fā)展 166
9.4.3 新型材料與先進(jìn)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(chǎng)機(jī)遇 167
9.6 總結(jié)與展望 167
參考文獻(xiàn) 168