音圈电机驱动的超精密快刀伺服系统的性能研究

基于快刀伺服系统的超精密金刚石车削加工技术是光学自由曲面高效率、高精密的加工手段。本文介绍了一种新的音圈电机驱动的超精密快刀伺服系统,行程达到30mm,最大加速度为920m/s₂。通过实验手段获得了系统的运动模型,来用于控制器的设计。针对一类典型的光学自由曲面-微透镜阵列进行了加工,并对加工结果进行了测试与分析。测试结果表明,所研制的快刀伺服系统达到了加工技术要求,为以后该系统在实际加工中更广泛的应用研究打下了基础。     

音圈电机驱动的快刀伺服系统建模与性能分析

复杂面形,结构零件的应用范围越来越广,往往一个零件上既有复杂面形也有微小结构.为了实现复杂面形/结构零件的高效加工,分析了快刀伺服加工方式的特点,设计并研制了音圈电机驱动的快刀伺服系统;基于动力学和电磁学分析,建立了快刀伺服系统的传递函数模型,并对控制方法进行了设计;在此基础上.通过实验对快刀伺服系统进行了性能测试,实验结果表明本文所研制的快刀伺服系统具有较高的运动分辨率、定位精度和工作频响,能够作为快刀伺服加工的进刀装置.     

空心和Halbach永磁直线同步电机的牵引力和法向力分析

针对由空芯线圈和Halbach永磁结构组成的直线同步牵引电机,提出其牵引力和法向力的一种解析计算方法.首先从相同结构的旋转电机出发,推导得到其牵引力和法向力的解析计算公式;然后,将所得结果推广到直线电机结构,得到基于空芯线圈和Halbach永磁结构的直线同步电机牵引力和法向力的计算方法.所得解析解的有效性由有限元分析软件Ansoft Maxwell得到验证.此方法为基于空芯线圈和Halbach 永磁结构的直线同步电机的结构设计和性能分析提供了基础.     

基于虚拟仪器的传感电缆泄漏检测系统

针对泄漏检测对自动控制的技术要求,研究了传感电缆检测方法,着重分析其定位机理。结合虚拟仪器技术,完成了泄漏检测系统接口电路的搭建和软件算法的设计,构建了检测流程和检测系统模型。该检测系统综合应用了传感电缆检测技术和计算机技术,具有开放性好、硬件模块化的特点。实验结果表明,传感电缆泄漏检测系统实现了对传感电缆电压信号的在线监测,能可靠获取传感电缆的工作状态,对泄漏点定位较为准确,拥有较低的漏报误报率。     

机房漏水检测与精确定位装置研究

机房漏水是危及精密信息设备长期稳定可靠运行的重大安全隐患。为了解决传统定位装置难以实现漏水点精确定位的问题,从传感电缆的检漏原理出发,利用分压补偿原理,通过STEP7软件编程,设计了一个结合自检、漏水检测和漏水定位3种功能的机房漏水检测与定位装置。在此基础上搭建了实验系统,经测试实验,结果表明短距离定位精度可以达到1．70％,从而证实了该装置检测的有效性和定位的精确性。     

音圈电机驱动的快刀伺服系统性能测试

研发了一种新的音圈电机驱动的超精密快刀伺服系统,行程达到30mm,最大加速度为920m/s2。通过实验手段获得系统的运动模型,用于控制器的设计。针对一类典型的光学复杂结构曲面-微小透镜阵列进行加工,并对加工结果进行测试与分析。测试结果表明,所研发的快刀伺服系统达到了加工技术要求,为该系统在实际加工中更广泛的应用打下了基础。     

开关电流电路中电流馈入效应的研究

对开关电流（ＳＩ）电路中的电流馈入效应进行了详细的理论分析,得到了ＳＩ镜中误差电压和误差电流的表达式,进行了计算机仿真和实验研究。并以提出的ＳＩ镜电路模型为基块,对ＳＩ通用积分器进行了相应的误差分析。所得结果对于设计高精度低功耗ＳＩ电路有应用价值。     

调制气流声源振动系统参数分析

通过实验数据与理论计算结果的对比,分析了气流对振动系统的阻尼作用;并以实验声源为基础,以等效电路方法分析了调制气流声源振动系统的弹性系数、磁感应强度、音圈质量、电阻、电感以及绕线方式等参数对音圈振幅的影响;根据调制气流声源的用途差异,提出了用于语音广播和产生大功率低频声波时振动系统各参数的选择方法.     

微型计算机控制的三座标自动跟踪和测量系统

复杂零件的形状和尺寸测量一直是机械行业中的重要研究课题。过去一般由人在光学测量仪器上逐点读数。近年来出现的三座标测量机可利用计算机实现自动显示、记录和处理数据,但一般仍需由人操作或示教后逐点静态测量,且属于高级精密设备,价格昂贵。我们研制的微型计算机控制的三座标跟踪和测量系统可以使测量过程自动化,即实现自动跟踪进行动态测量。此系统既可对已知外形和名义尺寸的零件进行检测,也可对未知尺寸的零件进行自动跟踪测量。并可由计算机显示、记录和处理数据,还可通过计算机图形显示技术复现被测工件的外形。样机实验表明:应用此系统可在普通机床上达到相当高的动态测量精度(最大误差为±0.005mm)。此系统由微型计算机、测量机床、激光测长仪及接触传感式测量头组成,可用于座标的动态测量,软件控制的仿形铣加工和焊接机器人的导引与自学习等。本文说明了系统的组成与工作原理;讨论了系统中所采用的控制算法与应用软件,给出了硬件接口的设计与配置原则,最后分析了实验结果,并得出了初步的结论。     

轨道-线圈复合型电磁炮交叉作用研究

研究了轨道-线圈复合型电磁炮的驱动力、轨道-线圈交叉作用及其对系统性能的影响,提出了改进型的四轨复合炮.理论分析与数值计算表明:在普通的双轨复合炮中,交叉作用会使弹丸与炮管间存在较大的横向压力,导致弹丸运动不稳定及产生摩擦阻力,而四轨复合炮基本消除了交叉作用的不利影响,系统性能显著优于双轨复合炮.     

A Measurement System for Railgun Test

A measurement system was designed to measure the railgun's parameters in launching process,which includes Rogowski coil sensor for measuring rail's current,B-dot probe for obversing projectile's velocity in bore,net target for catching muzzle velocity,signal condition circuit and high-speed data acquisition card for analyzing and storing data.Its software was also developed in WINDOWS operational environment via modularized design.The designed sensors and test software were successfully used in a practical electromagnetic railgun system to monitor the process of launching.The test results indicate that the state of launching can be intuitively observed and the parameters are accurately acquired and recorded.The software design method can shorten the development cycle,enhance the system's flexibility and provide the interface for the secondary development.The system shows great reliability.It is an effective and practical measurement platform for further research on the electromagnetic launch system.     

强磁场环境模拟系统线圈支架设计及力学仿真

强电磁冲击环境的核心执行机构是线圈,除保障强磁环境发生线圈的电磁特性外,还须确保线圈支架具有充足的机械特性。在完成对线圈磁电设计的基础上,根据线圈的三维结构图、材料配置、质量分布、各零部件之间连接方式以及线圈固定方式等,建立线圈支架结构整体系统有限元计算模型,对线圈支架系统进行静力、稳定性数值计算分析,并校核联接件强度,为线圈支架结构提供参考依据。对实用大型强磁冲击系统所用线圈整体的力学结构进行设计分析,应用背景较新,且仿真计算过程严格按照实际搭建尺寸进行,具有高度的一致性,为后续搭建强磁环境发生装置提供坚实基础。     

弹丸初速对磁阻型线圈发射器发射性能的影响分析

通过设置弹丸初速并研究其对单级磁阻型线圈发射器发射性能的影响,模拟分析前一级线圈弹丸出口速度对后一级线圈发射性能影响的规律;利用Ansoft有限元仿真软件进行了动态仿真,得到弹丸初速对单级磁阻型线圈发射器驱动电流、驱动线圈感应电压、电磁力、弹丸出VI速度、弹丸位移及能量转换效率等影响的规律．研究表明：弹丸初速越大,经过单级线圈加速后弹丸出口速度也越大,但弹丸出口速度增量减小;随着弹丸初速增大,能量转换效率呈现先增大后减小的趋势．     

2种结构驱动线圈对电枢受力的影响

介绍了电磁同步线圈驱动器工作原理,并利用有限元分析软件ANSYS建立驱动线圈的三维模型。在不同结构的驱动线圈的驱动下,分别对电枢所受电磁力进行仿真,得到电枢在不同情况下的受力变化规律;在加载情况完全一致的情况下,对比不同结构的驱动线圈对电枢的作用力,得出2层驱动线圈对电枢综合作用效果较好的结论。     

快轴伺服系统的设计与性能测试

研制了用于加工非回转对称光学元件的快轴伺服系统(FAS)的整体结构及其控制系统,系统具备较大行程和高工作频率,最大的行程可达到30mm。系统采用了音圈电机驱动的气体静压轴承技术、线性电流放大器、高分辨率编码器以及高速控制系统。对不同截面形状气浮导轨的静、动态特性进行了有限元分析。系统采用PID反馈和速度/加速度前馈控制方法来改善系统的动态性能。FAS系统0.1mm阶跃响应的上升时间为2ms,最大超调量为0.4%,稳态时间为4ms,对铝件进行超精密切削实验,表面粗糙度可达Ra24nm,实验结果表明系统具有较好的动态和切削特性。     

5级同步感应线圈发射试验装置及控制系统研究

基于同步感应线圈发射原理设计制作了5级电磁线圈发射试验装置,该装置采用光电传感器实时检测弹丸的位置,并将该位置信号反馈给控制系统触发双向可控硅闭合,使脉冲电容器对该级线圈放电。通过试验,给出了单级线圈的弹丸速度和触发位置的关系以及电压和级数对弹丸发射速度的影响。     

同步感应线圈炮的技术瓶颈与应用前景分析研究

介绍多级同步感应线圈炮的工作原理,分析目前同步感应线圈炮在储能电源小型化、位置触发及驱动线圈寿命等方面的技术瓶颈,得出同步感应线圈炮更适用于中低初速载荷发射的结论．同时,研究同步感应线圈炮在电磁线圈迫击炮、大质量载荷弹射和引信动态试验等方面的应用前景,为科学制定同步感应线圈炮发展战略奠定了基础．     

子空间分解与淘汰优化方法

提出一种新的多学科设计优化方法,即子空间分解与淘汰优化方法.该方法通过子空间的分解和淘汰,提高剩余子空间的近似模型精度,基于子空间近似模型优化获取最优解.首先,基于设计空间近似模型获取最优解,如果近似模型达到满意精度,则终止优化;否则将设计空间分解为多个子空间.然后,各子空间基于近似模型优化,如果子空间没有可能获得优于...     

大型消磁站设计中消磁兼容性分析

针对大型消磁站的消磁兼容性,基于通电线圈磁场计算,分析大型消磁站补偿线圈安匝组合,提出磁探头的布局问题,为大型消磁站消磁线圈的计算设计方案提供了参考依据.     

面向任务的作战数据保障能力评估方法与工具

作战数据保障为部队的指挥决策和作战行动提供数据服务,是确保精确指挥和精确打击的重要措施。提出面向任务的作战数据保障能力评估过程,建立作战数据保障能力评估指标体系,研究了作战数据保障能力的指标量化分析方法,开发相应的评估工具。该工具支持指标体系编辑、指标量化和数据采集等功能,为作战数据保障能力评估提供了有效的支持。