两级磁悬浮平台动力学特性研究

发布时间：2025-06-09 22:57

　　磁悬浮技术属于高新技术，具有无摩擦、无磨损、无需润滑、低功耗、低噪声、寿命长等优点，它在传统机械产品向机电一体化产品转变中发挥着极大作用。在超精密工作平台的快速定位及精密运动的实现过程中，磁悬浮技术的应用能够显著提高平台的工作性能。 磁悬浮承载能力的优劣主要取决于工作平台的结构设计与结构参数。本文以两级磁悬浮平台为研究对象，首先利用ANSYS软件分析了平台的上、下悬浮部分与基座在静止不动和稳定悬浮两个状态下的变形，根据结果验证结构布局的合理性；其次对结构进行模态分析，由振型图得出影响平台最主要的参数是电磁铁的支承刚度；针对制造误差引起的上、下悬浮部件的质心和其中心及直线电机的驱动力中心点并不重合等问题，讨论了不对中引起的瞬态力矩对结构动态特性的影响，分析了阻尼对结构稳定性的作用；最后，为了研究磁悬浮平台的机电耦合特性，在不考虑平台在直线电机驱动下的运动，只涉及每一级平台五个自由度(两级共十个)的耦合作用的条件下，建立了两级磁悬浮工作平台完整的动力学模型，为以后控制器的设计工作奠定了基础。

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2一1磁悬浮原理图

技术工作原理因磁效应而产生的磁力可以分为两种类型[22]。一类是上的磁力，与铁磁性(磁化率x二>0，磁导率召>>1)、磁导率召<<1)物体表现为磁吸力，与抗磁性(磁化率体表现为磁斥力;另一类是垂直作用于磁力线的洛伦磁性材料和洛伦茨力产生的磁斥力只有使用超导体在eissner一oc....

图2一2磁悬浮系统

吸力型磁悬浮技术的基本原理为:电磁铁缠绕线圈，与铁磁体及气隙形成了闭合磁路。通电后在气隙内产生磁吸力。如果电磁铁固定，当磁吸力与铁磁体重力平衡时，铁磁体可以无接触地悬浮在磁场中(参见图2一1(a));如果铁磁体固定，当磁吸力与电磁铁及平台的总重力平衡时，电磁铁就连接着平台可以无接....

图2一3磁悬浮系统与弹簧系统之比较

2.1.2磁悬浮系统的磁力特性在分析磁悬浮系统的磁力特性之前，将悬浮系统模型简化与弹簧系统做个对应比较，如图2一3所示。在弹簧系统中，弹簧悬挂力随着距离(气隙):的加大而增加，任何离开平衡位置的位移都能获得一个与位移方向相反的恢复力，使弹簧系统返回到平衡位置。瞥湃袋土，瞬钾翻眺钾....

图2一6磁轴承式结构的平台模型

初级平铺固定在平台底座上。若是短初级型电机，则安装与之相反。工作时磁轴承保持悬浮状态，次级连同悬浮的平台沿轴杆做直线定位运动。其结构模型见图2一6。匆络「定位平台电机初级轴杆支泞犷产、~又图2一6磁轴承式结构的平台模型对于高速旋转的磁轴承，应用现代控制技术，可控制悬浮间隙的误差不....

本文编号：4049940