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高速飞轮转子系统多参数耦合动力学分析与控制

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高速飞轮转子系统多参数耦合动力学分析与控制
论文目录
 
致谢第1-6页
摘要第6-7页
Abstract第7-11页
第一章 绪论第11-20页
  1.1 课题研究背景及意义第11页
  1.2 飞轮转子上外部干扰力的研究现状第11-15页
    1.2.1 飞轮转子产生的质量不平衡力第12页
    1.2.2 一体化永磁电动/发电机产生的单边磁拉力第12-14页
    1.2.3 轴向轴承产生的径向作用力第14-15页
  1.3 飞轮转子系统中径向电磁轴承的主要控制方法第15-18页
    1.3.1 稳定性控制方法第16页
    1.3.2 转速同频干扰的控制方法第16-17页
    1.3.3 转速倍频干扰的控制方法第17-18页
  1.4 论文的主要工作和内容安排第18-20页
    1.4.1 论文的主要工作第18页
    1.4.2 论文的内容安排第18-20页
第二章 高速飞轮转子系统的建模第20-27页
  2.1 高速飞轮转子系统的结构和工作原理第20-22页
  2.2 高速飞轮转子系统的动力学模型第22-26页
    2.2.1 电磁轴承径向力的建模第22-23页
    2.2.2 高速飞轮转子系统的动力学建模第23-25页
    2.2.3 作用在飞轮转子上的外部干扰力分析第25-26页
  2.3 本章小结第26-27页
第三章 一体化永磁同步电动/发电机的单边磁拉力建模与分析第27-53页
  3.1 电机单边磁拉力的建模第27-34页
    3.1.1 电机坐标系的建立第27-28页
    3.1.2 理想状态下的电机气隙磁密分布情况第28-30页
    3.1.3 非理想状态下的电机气隙磁密畸变系数第30-32页
    3.1.4 非理想状态下的电机气隙磁密分布情况第32页
    3.1.5 电机单边磁拉力的计算第32-33页
    3.1.6 作用在飞轮转子上的电机单边磁拉力第33-34页
  3.2 电机单边磁拉力的幅值及频率特性第34-37页
  3.3 电机单边磁拉力影响下的飞轮转子系统振动特性第37-39页
  3.4 单边磁拉力的基频成分对飞轮转子系统稳定性的影响分析第39-46页
    3.4.1 单边磁拉力的简化第39-41页
    3.4.2 电机单边磁拉力基频成分的等效刚度矩阵第41-43页
    3.4.3 电机单边磁拉力基频成分影响下的飞轮转子系统稳定性分析第43-46页
  3.5 单边磁拉力基频成分影响下的飞轮转子系统振动特性仿真第46-52页
    3.5.1 恒转速下单边磁拉力对转子振幅的影响第46-50页
    3.5.2 恒加速下单边磁拉力对转子振幅的影响第50-52页
  3.6 本章小结第52-53页
第四章 轴向轴承径向力的建模与分析第53-74页
  4.1 永磁轴向轴承产生的径向力和力矩推导第53-59页
    4.1.1 永磁轴向轴承坐标系第53-54页
    4.1.2 永磁轴向轴承磁环间作用力的等效磁荷模型第54-55页
    4.1.3 永磁轴向轴承产生的径向合力计算第55-56页
    4.1.4 永磁轴向轴承产生的合力矩计算第56-58页
    4.1.5 永磁轴向轴承对飞轮转子的作用力第58-59页
  4.2 电磁轴向轴承产生的径向力和力矩推导第59-63页
    4.2.1 电磁轴向轴承坐标系第59-60页
    4.2.2 电磁轴向轴承的径向作用力计算第60-62页
    4.2.3 电磁轴向轴承对飞轮转子的径向作用力第62-63页
  4.3 轴向轴承径向干扰力的线性化及仿真分析第63-67页
    4.3.1 蒙特卡洛模拟法求解四重积分第63-65页
    4.3.2 永磁轴向轴承径向力的有限元验证第65-66页
    4.3.3 上、下端永磁轴向轴承的磁环间距计算第66-67页
  4.4 轴向轴承径向力等效得到的刚度矩阵第67-68页
  4.5 轴向轴承对转子系统稳定性的影响第68-70页
  4.6 轴向轴承的径向力对飞轮转子振动幅值的影响第70-73页
    4.6.1 恒转速下轴向轴承径向力对转子振动位移的影响第70-72页
    4.6.2 恒加速下轴向轴承径向力对转子振动位移的影响第72-73页
  4.7 本章小结第73-74页
第五章 电机-轴向轴承-转子系统的耦合动力学影响第74-90页
  5.1 考虑电机单边磁拉力和轴向轴承径向力影响的飞轮转子系统的动力学方程第74-75页
  5.2 电机单边磁拉力和轴向轴承径向力共同等效的刚度系数第75-76页
  5.3 电机单边磁拉力和轴向轴承径向力对转子系统振动特性的影响第76-89页
    5.3.1 恒转速下飞轮转子系统的振动特性第76-82页
    5.3.2 恒加速下飞轮转子系统的振动特性第82-89页
  5.4 本章小结第89-90页
第六章 飞轮转子振动位移中多谐波分量的抑制第90-100页
  6.1 重复控制的基本原理第90-93页
    6.1.1 理想内模的重复控制器第90-91页
    6.1.2 改进内模的重复控制器第91-93页
  6.2 重复控制器的设计第93-96页
  6.3 重复控制器对转子振动位移中谐波的控制效果第96-99页
  6.4 本章小结第99-100页
第七章 飞轮转子干扰力验证与振动抑制实验第100-110页
  7.1 高速飞轮系统的硬件部分第100-101页
  7.2 高速飞轮系统的软件部分第101-103页
  7.3 飞轮转子系统中单边磁拉力的验证第103-109页
    7.3.1 单边磁拉力谐波成分的验证第103-105页
    7.3.2 单边磁拉力基频成分的验证第105-107页
    7.3.3 重复控制器对飞轮转子系统中多谐波的控制实验第107-109页
  7.4 本章小结第109-110页
第八章 总结与展望第110-111页
  8.1 总结第110页
  8.2 展望第110-111页
参考文献第111-118页
作者简历第118页
攻读硕士学位期间科研成果第118页

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