电磁作动器

摘要： 针对舰船机械设备存在的低频线谱振动,设计了一种电磁作动器与液压悬置结构有效并联的电磁液压主被动复合隔振器。该复合隔振器利用电磁作动器输出力抑制低频线谱振动,液压悬置结构隔离宽频振动且实现了对电磁力的有效放大,具有占用空间小、承载能力大、输出力大等优点。对主被动复合隔振器电磁和液压悬置部分进行了建模分析,提出了考虑通道耦合振动的分布式多通道修正解耦算法,保证了滤波器权系数正确收敛。开展了多线谱激励的多通道主被动隔振控制实验,结果表明该主被动复合隔振器对3根线谱取得平均35.12,39.51和38.35 dB的衰减,控制效果显著。

摘要： 为了满足微型机器人应用的多样化需求并提升其可操作性,提出了一种小型化、模块化的双轴电磁作动器(EMA)。首先,研究了所提EMA的设计结构和工作原理。然后,对EMA进行了有限元分析,并研究了产生的力矩和旋转角对其性能的影响。其次,使用两个EMA来生成一个微型四自由度串联机器人。最后,在正逆运动学之后采用开环控制器,并结合图像处理技术对机器人性能进行了测试。研究结果表明:该EMA在仿真时实现了100 mN·m的力矩,且在实测时实现了80 mN·m的力矩。此外,该EMA可以实现10°(≈0.2 rad)的旋转。机器人末端执行器能够以适度的误差跟踪预定的圆形轨迹,验证了其可靠性。该EMA具有重量轻、体积小、可操作性强等优点,通过多个模块连接能够满足多种应用需求。

摘要： 针对主动悬架耗能而限制其在电动汽车中的应用问题,采用永磁(PM)直线电机作为主动悬架系统的执行机构,建立了整车动力学模型,研究了车辆动力学性能与能量回收能力之间的关系。基于最优控制理论设计了主动悬架LQG控制器,采用层次分析法(AHP)和粒子群优化(PSO)方法优化了控制器设计参数,提高了车辆动力学性能和能量回收能力。为了实现模式切换,提出了一种新的多模式切换控制策略。在控制策略中引入舒适性因素,该因素可由驾驶员调节或根据车辆行驶状态进行选择,从而实现了不同模式下的策略切换。仿真结果表明,所提出的多模式切换控制策略显著优于传统主动悬架控制模式,从而全面提升了整车动力学性能和能量再生能力,为悬架馈能控制策略提供指导。

摘要： 文章提出了一种用于识别电磁作动器等效刚度、线圈常数、电阻、电感和摩擦力等集总参数的试验方法。首先使用INSTRON动态材料试验机测量动子准静态下的输出力,通过电流、动子位置和作动力的关系辨识出等效刚度和线圈常数,根据动子在平衡位置的输出力和动子自重识别出摩擦力。然后将动子锁止,通入正弦交变电压,通过测量动子静止状态时的线圈电流和电压识别线圈电阻和电感。最后,为了验证文中辨识得到的集总参数的准确性,建立了电磁作动器的Matlab/Simulink数值仿真模型,仿真计算了定频激励下动子振动加速度,与试验值的对比结果显示:使用了文中辨识的集总参数后,仿真和试验值的主谐波幅值误差在15%以下。

摘要： 针对隔振系统受到强烈干扰或冲击,导致控制器输出信号超出作动器工作电流范围,使控制系统失效的问题,提出了一种自适应饱和抑制算法。首先对电磁作动器特性进行分析,得出作动器会随电流增大产生磁饱和现象导致进入饱和区。然后在FXLMS算法基础上引入抑制因子对控制权系数更新进行修正,从而增强在受到强烈干扰或冲击系统的鲁棒性。仿真和试验结果表明,该算法较好地解决了作动器饱和影响,对双频激励取得了显著的控制效果,在受到冲击时展现了良好的鲁棒性。

摘要： 针对混合动力和电动汽车的振动特性,本文开发了一款基于自适应前馈控制的动力总成主动悬置。该主动悬置系统由一个电磁作动器和解耦膜式液压悬置有机组合而成,利用加速度传感器采集车身振动信号。经过优化计算,由控制器生成控制电流,进而驱动电磁作动器运动,使解耦膜产生相应位移,优化悬置刚度达到隔离发动机振动的目的。同时建立了整车动力学模型和主动悬置仿真模型,设计了动力总成主动悬置控制器,并采用Matlab软件中的Simulink工具箱,对基于自适应前馈控制主动悬置隔振性能进行仿真分析。仿真结果表明,基于自适应前馈控制的主动悬置明显降低了动力总成悬置系统的振动传递率,改善了车辆的NVH性能。该主动悬置在高低频率段隔振性能均明显优于被动悬置,具备优良的宽频带隔振性能。该研究提高了混合动力和电动汽车的乘坐舒适性,对主动悬置的设计开发具有指导意义。

摘要： 本文以电磁作动器的机架为研究对象,采用理论计算与动态仿真相结合的方法,建立了机架结构的数学模型,分别从强度、刚度及临界载荷三个方面进行研究。借助Creo Parametric软件,采用简化的模型方块,对其应力分布进行分析,为提高机架的安全提供参考。

摘要： 以二自由度动磁式作动器为研究对象,提出基于Maxwell与Icepak的电磁场、温度场、流体场耦合传递方法.将电磁场中的涡流损耗和铜耗映射到温度场,采用强制液冷对作动器进行散热设计,并与自然冷却的温升进行对比.分析冷却液流速对散热的影响规律,利用管内强制对流Dittus-Boelter关联式与数值模拟结果进行对比验证.结果表明,20°C环境下,自然对流散热和液冷强制对流散热的作动器的最高温度分别为137°C和22°C,液冷散热的温升仅为自然对流散热的20％,液冷散热热平衡时间缩短40％;对作动器温升实现有效抑制;冷却液最佳流速选择在1.6 m/s～1.8 m/s,在此范围内达到温升饱和区;冷却液在雷诺数5 000～11 000的湍流状态下,数值模拟结果与Dittus-Boelter关联式偏差控制在5％-10％,验证了数值模拟结果的正确性.

摘要： 本文以引信电磁作动器为研究对象,对其在勤务处理及正常通电情况下的动态特性进行仿真研究,考查其是否满足设计的安全性和可靠性要求.仿真计算得到不同工况下电磁销的运动位移,判断电磁作动器是否解保,可对电磁作动器的设计合理性进行验证,从而为实物样机测试提供数据参考,有效减少产品设计过程的反复性.

摘要： 当前，振动控制领域的新技术和新方法的研究倍受关注。动力装置的振动除了基频振动外,它的倍频振动也不容忽视.针对该情况,提出了一种两自由度半主动吸振电磁作动器,它可实现同时控制基频和倍频两个频率的振动.通过对两自由度半主动吸振电磁作动器建立模型和仿真计算,得到了同一电流下不同位移两动子分别产生磁力的大小，以及结构参数对特性曲线的影响关系，从曲线可以看出:齿数、齿宽和气隙是影响作动器特性的主要因素，改变齿数、齿宽和气隙是改善作动器特性的有效手段。利用ANSOFT软件建立了作动器仿真模型,分析了作动器的磁力线分布情况、磁场强度分布情况;计算并讨论了结构参数对作动器的特性影响.通过仿真结果，可以看出在同一偏移量下动子I与定子产生的磁力大约为动子n与定子产生的磁力的一半，这一点通过仿真的磁力线图也能看到，动子n的磁力线要明显多于动子工的磁力线。为作动器的设计打下了基础.

摘要： 柴油机等动力机械运转所带来的振动噪声对舰船具有诸多不利影响，例如船员工作环境恶化、舰体设备发生疲劳损坏以及舰艇隐蔽性降低等，而振动隔离技术是控制舰船振动噪声的最重要技术手段之一。电磁作动器作为半主动隔振系统的核心部件，其性能的好坏直接决定了隔振控制效果。为了获取方便实用的电磁作动器优化算法,进一步提高半主动隔振系统的隔振效果,分别研究了粒子群算法和遗传算法在电磁作动器优化中的实现流程,并通过编程进行了算法实现.在不同线性度权重系数下,分别运行两种算法10次,选择各自优化效果最好的一次进行对比,结果表明,采用这两种优化算法均能获得良好的优化效果.同时可以发现,粒子群算法的优化效果略优于遗传算法,而且原理简单、实现容易,但优化耗时却明显大于遗传算法.为电磁作动器优化方法的合理选择和正确使用提供了参考.

摘要： 基于机载光学设备隔振的需要,提出一种采用气动/电磁联合作动原理的隔振器设计方案.气动/电磁联合作动,即空气弹簧和电磁作动器共同作用,保证了隔振器具有低频隔振的特点.设计制造隔振器样机,对样机进行动力学仿真,并对样机进行隔振试验.仿真和试验结果表明:被动控制条件下,隔振器可有效隔离高于自身固有频率的高频响应;主动控制条件下,隔振器自身固有频率附近响应峰值衰减率可达38％以上.

摘要： 主要研究了柔性结构振动控制过程中的结构动力学建模问题,运用ADAMS与MATLAB联合仿真分析建立了系统的机电一体化耦合模型.基于电磁作动器控制系统能够实现无接触振动主动控制的特点,在MATLAB/SIMULINK中对柔性结构进行了悬浮、正弦干扰、冲击干扰等仿真研究.对系统的性能进行了试验研究,结果表明该系统能够有效减小悬臂梁结构在外力干扰下的振幅与恢复到平衡位置的时间.

摘要： 为开展电控旋翼系统的试验研究，须研制一套用于模型试验的原理性电控旋翼系统。本文首先讨论了用于驱动襟翼的电磁作动器的设计与测试，继而描述了电控旋翼桨叶/作动器一体化设计、桨毂设计、拉扭条设计与测试过程。最终成功研制出一套用于试验研究的原理性电控旋翼系统。

摘要： 本文设计了一种电磁作动的三维主动隔振平台,分别针对三个方向设计了相应的电磁执行机,建立了系统数学模型,提出了相应的控制策略.最后对此隔振系统的运行与特性进行了分析并给出了仿真结果.

摘要： 本文设计了一种电磁作动的三维主动隔振平台,分别针对三个方向设计了相应的电磁执行机,建立了系统数学模型,提出了相应的控制策略.最后对此隔振系统的运行与特性进行了分析并给出了仿真结果.

摘要： 本文设计了一种电磁作动的三维主动隔振平台,分别针对三个方向设计了相应的电磁执行机,建立了系统数学模型,提出了相应的控制策略.最后对此隔振系统的运行与特性进行了分析并给出了仿真结果.

摘要： 本文设计了一种电磁作动的三维主动隔振平台,分别针对三个方向设计了相应的电磁执行机,建立了系统数学模型,提出了相应的控制策略.最后对此隔振系统的运行与特性进行了分析并给出了仿真结果.

摘要： 一种二维线性动铁式微角位移电磁作动装置及其作动方法，该作动装置包括位于X轴并关于Y轴对称的第一电磁驱动机构和第三电磁驱动机构，位于Y轴并关于X轴对称的第二电磁驱动机构和第四电磁驱动机构，与微角摆平台的下表面固定连接的弹性元件和带有双轴柔性铰链的支撑结构，外部固定构件，与底部导磁体四周固定连接的永磁铁；四个电磁驱动机构的结构组成和规格相同，均由线圈和C型磁芯组成；本发明装置采用动铁式电磁作动结构对称式设计，厚度低，作动输出力大，角分辨率高，电磁作动力与控制电流线性相关；且能在低功耗下实现较大的双轴偏转角度；而且本发明采用了双轴柔性铰链支撑结构和弹性元件，既提供了机构确定的旋转中心；又增加了整个机构的约束刚度，提高了装置的动态特性。

摘要： 一种基于电磁驱动压电钳位的混合作动器及作动方法，该作动器主要包括一个四相无刷电机和用于将永磁体的旋转运动转为直线运动的滚珠丝杠，两个滚珠轴承用于限制永磁体的轴向位移；一个受到预压力具有环形抱死功能的钳位机构，在断电的情况下，钳位机构将丝杠抱死限制其转动；一个可以将钳位机构撑开的压电堆，从而可以使电机驱动永磁体并滚珠丝杠输出轴向位移；本发明只采用了一个压电堆和一个无刷电机便可以通过加电输出位移，而断电的时候具有锁止保持的功能。

摘要： 一种二维线性动铁式微角位移电磁作动装置及其作动方法，该作动装置包括位于X轴并关于Y轴对称的第一电磁驱动机构和第三电磁驱动机构，位于Y轴并关于X轴对称的第二电磁驱动机构和第四电磁驱动机构，与微角摆平台的下表面固定连接的弹性元件和带有双轴柔性铰链的支撑结构，外部固定构件，与底部导磁体四周固定连接的永磁铁；四个电磁驱动机构的结构组成和规格相同，均由线圈和C型磁芯组成；本发明装置采用动铁式电磁作动结构对称式设计，厚度低，作动输出力大，角分辨率高，电磁作动力与控制电流线性相关；且能在低功耗下实现较大的双轴偏转角度；而且本发明采用了双轴柔性铰链支撑结构和弹性元件，既提供了机构确定的旋转中心；又增加了整个机构的约束刚度，提高了装置的动态特性。

摘要： 本发明公开了一种基于复合式Halbach阵列的动圈式电磁直线作动器，包括：端盖、线圈骨架、磁轭、电磁线圈组、主Halbach阵列层、辅助Halbach阵列层、气隙、隔磁轴和谐振弹簧；复合式Halbach阵列，包括主Halbach阵列层和辅助Halbach阵列层，主阵列层由轴向充磁永磁体和径向充磁永磁体相互交替紧贴排布构成，与轴向充磁永磁体及磁间导磁块相互交替紧贴排布的辅助阵列层组合固定于隔磁轴上，作磁源；电磁线圈组内嵌于线圈骨架上，作动子，并可在气隙内做往复直线运动，主Halbach阵列层位于动子与辅助Halbach阵列层之间；磁轭和磁源设置为固定，作定子，两者间隙为气隙。本发明的动圈式电磁直线作动器采用复合式Halbach阵列，提高磁路的自屏蔽能力和作动器的功率密度，具有良好的控制特性和稳定性。

摘要： 一种基于电磁驱动压电钳位的混合作动器及作动方法，该作动器主要包括一个四相无刷电机和用于将永磁体的旋转运动转为直线运动的滚珠丝杠，两个滚珠轴承用于限制永磁体的轴向位移；一个受到预压力具有环形抱死功能的钳位机构，在断电的情况下，钳位机构将丝杠抱死限制其转动；一个可以将钳位机构撑开的压电堆，从而可以使电机驱动永磁体并滚珠丝杠输出轴向位移；本发明只采用了一个压电堆和一个无刷电机便可以通过加电输出位移，而断电的时候具有锁止保持的功能。

摘要： 本实用新型公开了一种基于复合式Halbach阵列的动圈式电磁直线作动器，包括：端盖、线圈骨架、磁轭、电磁线圈组、主Halbach阵列层、辅助Halbach阵列层、气隙、隔磁轴和谐振弹簧；复合式Halbach阵列，包括主Halbach阵列层和辅助Halbach阵列层，主阵列层由轴向充磁永磁体和径向充磁永磁体相互交替紧贴排布构成，与轴向充磁永磁体及磁间导磁块相互交替紧贴排布的辅助阵列层组合固定于隔磁轴上，作磁源；电磁线圈组内嵌于线圈骨架上，作动子，并可在气隙内做往复直线运动，主Halbach阵列层位于动子与辅助Halbach阵列层之间；磁轭和磁源设置为固定，作定子，两者间隙为气隙。本实用新型的动圈式电磁直线作动器采用复合式Halbach阵列，提高磁路的自屏蔽能力和作动器的功率密度，具有良好的控制特性和稳定性。

摘要： 本发明公开了一种电磁作动器动子的永磁铁安装工装，包括外侧限位套筒(1)、作动器动子骨架(2)、下隔板(3)、上隔板(4)及安装辅助套筒(5)，所述外侧限位套筒(1)套设于所述作动器动子骨架(2)的外部，且两者均放置于同一平面上，所述安装辅助套筒(5)安装于作动器动子骨架(2)之上。本发明还公开了一种电磁作动器动子的永磁铁安装方法。本发明的安装工装，通过下隔板与外侧限位套筒对永磁铁进行限位，可以避免已安装至作动器动子骨架上的永磁铁由于相邻磁铁间的排斥力而产生位置偏移的问题，可以方便其他永磁铁的安装，避免出现最后一两块永磁铁由于间隙不均，相互排斥而无法安装的问题。

摘要： 本发明公开一种电磁作动式主动悬置装置、电磁作动器、汽车及控制方法。电磁作动式主动悬置装置，包括：壳体、主簧、支臂、上流道板、下流道板、皮碗、解耦膜、以及电磁作动器，主簧、上流道板、下流道板、皮碗、解耦膜、以及电磁作动器容置在壳体内，上流道板设置在下流道板上方，且上流道板与下流道板夹紧解耦膜，主簧设置在上流道板上方，且主簧与上流道板之间形成上液腔，皮碗覆盖在下流道板底部，且皮碗与下流道板之间形成下液腔，上液腔与下液腔连通，解耦膜的上表面与上液腔接触，电磁作动器设置在解耦膜的下方，驱动解耦膜振动，支臂一端与主簧连接，另一端用于与汽车的动力总成连接。本发明整体结构紧凑，成本和重量更具优势。

摘要： 本发明公开了一种动磁式电磁作动器作动的主动悬置，包括外壳、设置在外壳内的上部且上端伸出外壳的铝芯仔、硫化固连在所述铝芯仔下部且径向向外延伸至所述外壳内壁的橡胶主簧、固定连接在橡胶主簧下部且中心设置有沿竖直方向形变一定距离的弹性形变部的调节机构，所述形变部的截面积小于所述橡胶主簧有效截面积，固定设置在调节机构底部，且与调节机构的弹性形变部驱动连接的电磁作动器，用于根据不同频率交流电输出相应大小作动力推动所述弹性形变部沿竖直方向形变。本发明设计新颖、实用性强、制造成本低、工作稳定性和可靠性高，能满足在宽频域范围内实时改变悬置的动态特性以适应不同工况下对于刚度和阻尼的要求，便于推广使用。

摘要： 本发明公开了一种电磁作动器动子的永磁铁安装工装，包括外侧限位套筒(1)、作动器动子骨架(2)、下隔板(3)、上隔板(4)及安装辅助套筒(5)，所述外侧限位套筒(1)套设于所述作动器动子骨架(2)的外部，且两者均放置于同一平面上，所述安装辅助套筒(5)安装于作动器动子骨架(2)之上。本发明还公开了一种电磁作动器动子的永磁铁安装方法。本发明的安装工装，通过下隔板与外侧限位套筒对永磁铁进行限位，可以避免已安装至作动器动子骨架上的永磁铁由于相邻磁铁间的排斥力而产生位置偏移的问题，可以方便其他永磁铁的安装，避免出现最后一两块永磁铁由于间隙不均，相互排斥而无法安装的问题。