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场路结合并考虑耦合的磁力机械分析与设计方法研究

论文简要回顾了磁力机械的应用和研究现状,提出了现有磁力机械设计方法中存在的局限性和不足,分析了系统研究磁力机械的场量计算和考虑多物理场间耦合效应的设计分析方法的重要意义,并根据现有研究基础给出了本文研究内容和方法。对磁力机械设计涉及的相关数理理论和方法进行提炼,给出了磁力机械设计的基础理论体系。基于场分析方法,针对常规设计方法计算电磁参数中普遍忽略的(如磁阻、漏磁、涡流和集肤效应等)、假定的(如磁性材料特性的线性化假设等)因素及有关动态问题(如转速对电磁场分布的影响),用数值方法作了较详细的定量计算和讨论,为设计中考虑材料非线性、铁损、漏磁等因素影响提供了依据。对磁力机械中电磁作用下的温度场问题,论文讨论了现有热分析中沿用低压电器的基于牛顿散热公式的简化算法和等效热路法等方法的局限性,并在给定热源条件下,对电磁轴承-转子系统主要部件用场分析方法进行了热分析,其结果直观地给出了温度场分布和变化规律,较准确地反应了散热体各部分热量的  (本文共159页) 本文目录 | 阅读全文>>

合肥工业大学
合肥工业大学

磁力机械多场耦合及多学科优化设计

磁力机械的工作过程涉及到机械学、电磁学、材料学等多个学科,其内部普遍存在着电磁场、温度场、运动场等多个物理场,场内及场间存在着相互制约关系和耦联作用,它们决定了各子系统物理参数的变化关系和工作可靠性。磁力机械的分析研究与设计优化必须考虑这些耦合关系。论文系统地研究了磁力机械中存在的多场耦合及分析方法,并引入了考虑多场耦合的多学科优化设计方法,在一定程度上完善了磁力机械设计体系,并为求解类似的机电耦合系统提供了解决方案。论文从课题的研究背景出发,对磁力机械、动态特性研究、多场耦合及多学科优化问题的概念、特点、国内外研究现状进行了归纳总结,指出了现有设计分析方法的不足,分析了考虑多场耦合的多学科优化设计的重要意义。列举了磁力机械分析中的物理场数学模型,提出了通用的场描述数学模型,并讨论了场量方程的耦合矩阵形式,为全文的研究奠定了基础。论文在对多种局部耦合问题分类分析的基础上,建立了磁力机械的全局耦合分析模型,讨论了多场耦合的求解思路...  (本文共159页) 本文目录 | 阅读全文>>

《数码世界》2017年07期
数码世界

基于磁屏蔽桶的磁力计三轴噪声水平计算

本案例以某款通用磁力计为实验载体,通过在三维屏蔽磁测桶产生的零磁空间将磁力计的三轴噪声水平运用数学工具计算出来。硬件部分基于STM32微处理器...  (本文共1页) 阅读全文>>

中国科学技术大学
中国科学技术大学

基于高灵敏度原子磁力计的超低场核磁共振研究

核磁共振是当代科学中最为重要的物质探索技术之一,自上世纪四十年代首次发现核磁共振现象以来,与其相关的科学技术迄今在生物、物理、化学和医学等领域已获得了五次诺贝尔奖,其应用也已广泛深入到前沿科学和社会生活的各个领域,比如核磁共振医学成像等。然而,如何获得高灵敏度以及高分辨率磁共振谱学一直都是磁共振领域的挑战性难题。量子技术的发展为核磁共振研究提供了新方法,特别是,高灵敏度原子磁力计为核磁共振提供了变革性探测手段,将传统核磁共振的磁场范围推进到超低场区域,完全消除了对昂贵超导磁体的依赖性,兼具经济、便携、极高的磁场均匀性等优点。本学位论文选用超低场核磁共振为研究主题,自主搭建了基于高灵敏度原子磁力计的超低场核磁共振平台,并在此平台上开展了量子精密测量、量子控制、高分辨谱学等方面的系统研究,具体包括以下内容:·自主搭建了以新型量子传感器—原子磁力计作为探测手段的超低场核磁共振平台,实现了 10 fT/Hz1/2磁场探测灵敏度。为进一步...  (本文共177页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
哈尔滨工程大学

MEMS/磁力计组合导航系统算法设计与显控实现

由于MEMS器件精度较低,由其构成的惯导系统无法长时间单独工作,从而引入磁力计来对姿态进行修正。MEMS/磁力计导航系统具有体积小、功耗低等优点,发展MEMS/磁力计导航系统也成为了一种趋势。本文围绕着MEMS惯导系统和磁力计的基本原理及应用展开研究,并基于卡尔曼滤波技术,设计了MEMS器件和磁力计组合的组合导航系统。并针对组合导航系统设计实现了一款集接收数据、处理数据、显示数据、存储数据为一体的软件,来帮助对整个系统的研究。1.分析了捷联惯导系统的工作原理和MEMS器件的特性,在捷联惯导系统解算的基础上推导出MEMS惯导的解算方程以及误差方程,并对MEMS惯导进行了仿真分析,结果证明MEMS器件无法长时间单独工作。2.针对MEMS陀螺仪精度较低的特点并且在对磁力计进行了详细的误差分析和补偿方法的介绍的基础上,设计了由三轴MEMS陀螺仪、三轴MEMS加速度计和三轴磁力计构成的组合导航系统。由加速度计和磁力计的测量值对姿态角进行求...  (本文共89页) 本文目录 | 阅读全文>>

天津科技大学
天津科技大学

磁力计校准方法研究

随着科学技术的飞速发展,导航技术作为国家经济与科研实力的一个表现形式,受到国家的重视,导航技术已经在包括飞机、车辆、舰船在内的许多领域得到了非常广泛的应用。但是由于惯导系统的定位精度会随着时间的延长而降低,因而很难长时间的独立工作,所以常常需要引入磁力计来对航向角进行修正。磁力计在实际测量中会不可避免的存在误差问题,这将对磁力计的测量精度产生影响,从而进一步影响导航系统的准确性。为了提高磁力计的测量精度,需要先对磁力计受到的误差干扰进行校准补偿。本论文从传感器制造误差、系统安装误差以及载体干扰误差三个方面入手,详细分析了磁力计的误差产生机理,分析了已有的误差校准方法的不足之处,在此基础上将磁力计的灵敏度误差、零偏误差、不正交误差、安装误差以及载体干扰误差等按照一定的共性,将其分为硬铁干扰误差和软铁干扰误差两大类,建立了综合误差数学模型,通过分析提出了改进的椭球拟合校准算法来对磁力计的误差干扰进行补偿。本论文中将所采集的磁力计原始...  (本文共67页) 本文目录 | 阅读全文>>

东南大学
东南大学

基于DSP的磁力计/惯性组合测姿系统设计及算法研究

传统的利用陀螺仪和加速度计进行姿态测量的方法存在惯性器件误差随时间积累的缺点。地磁场是地球的固有资源,利用地磁场的特性可以将地磁场作为载体姿态测量的参照依据。磁力计可有效地测量地磁场矢量,且磁力计具有无累计误差、响应速度快等特点。因此结合磁力计、陀螺仪和加速度计进行姿态测量可以克服惯性器件累积误差问题,从而提高姿态测量精度。本文在此背景下设计磁力计/惯性组合测姿系统,并就其算法进行研究。主要内容包括:(1)设计测姿系统硬件模块。主要包括对DSP以及传感器测量单元等主要器件进行选型分析,完成硬件电路设计和调试。同时为系统编制上位机软件,实现数据的显示和保存。(2)研究磁力计校正算法。对磁力计误差进行分析,建立了磁力计误差模型。在分析基于最小二乘法的椭球拟合算法的基础上,从椭球拟合残差入手,借助正态分布数学工具,迭代优化处理数据,减少粗差点,改进椭球拟合算法,并完成仿真实验。开展了算法改进前后的对比实验,结果表明,所提出的改进算法补...  (本文共81页) 本文目录 | 阅读全文>>