导读:本文包含了球形电机论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:永磁球形电机,位置检测,微机电系统,多自由度
球形电机论文文献综述
陆寅,洪一,胡存刚,王群京,荣怡平[1]（2019）在《基于MEMS的永磁球形电机转子位置检测方法研究》一文中研究指出为了实现对永磁球形电机运动的精准控制,需要准确快速地获取球形电机的转子位置信息,提出一种基于微机电系统(MEMS)姿态传感器的球形电机转子位置检测方法,该方法通过融合MEMS内部的陀螺仪和叁轴加速度计输出的数据,根据一阶Runge-Kutta法则结合角速度数据不断更新四元数,可计算出球形电机的转子位置信息。同时提出了轴向角安装误差的补偿方法,以减小周期性的转子位置测量误差。最后搭建了基于MEMS的永磁球形电机转子位置检测实验平台,并就永磁球形电机的中点自旋运动、偏转运动和俯仰运动进行了实验研究,实验结果验证了所提出的球形电机转子位置检测方法的有效性。(本文来源于《电机与控制学报》期刊2019年08期）
刘婷婷[2]（2019）在《叁自由度球形电机相对坐标变换与检测关键技术研究》一文中研究指出叁自由度球形电机因其多自由度运动特性,在空间运动应用场合中有着良好的应用前景。其优异的空间运动性能给叁自由度球形电机的参量变换、检测方法、控制系统等在单自由度电机中常用经典方法带来新的挑战。传统叁自由度球形电机的坐标分析中,假设定子坐标系与地面坐标系统一并约束为静止坐标系,此种假设在叁自由度球形电机本体做空间运动过程存在一定局限性。本文在坐标分析的基础上消除假设限制,综合叁自由度球形电机实际情形,研究广义叁自由度球形电机坐标变换与位置检测系统。本文通过对国内外各类叁自由度球形电机的检测结构、方法等进行总结归纳,重新构建叁自由度球形电机坐标系统,将定子坐标系与地面坐标系分离,并定义定子(及定子坐标系)可以完成空间叁自由度运动。在新的坐标系统定义下,提出了基于四元数方法的叁自由度球形电机相对坐标变换方法,并对叁自由度球形电机的传统坐标变换、相对坐标变换的方向余弦阵方法进行对比与仿真分析。在定子做空间运动时,叁自由度球形电机传统坐标变换方法无效,同时相对坐标变换在假设定子静止时仍然有效。并简单分析与验证了相对坐标变换的基本性质。基于相对坐标变换的基本思路,设计了转子检测传输模块、定子检测融合模块分别安置在叁自由度球形电机的转、定子球体上,转子检测传输模块实现对转子姿态检测,并通过模块内的Zigbee通讯模块发送出去;定子检测融合模块实现对定子姿态检测,并接受来自转子姿态数据,并将数据发送给上位机进行相对坐标变换的计算,并完成相应的软硬件设计。其中四元数的相对坐标变换算法借助MATLAB语言实现函数编写;借助Labview软件,实现下位机数据读取与预处理,并通过嵌入MATLAB脚本,实现相对坐标变换并获得转、定子特定点的位置,完成构建叁自由度球形电机相对位置检测系统。通过传感器检测获得转子姿态数据,使用MATLAB软件对叁自由度球形电机相对坐标变换算法进行验证与对比,验证了相对坐标变换的正确性。基于检测系统的软硬件联合调试,上位机界面中直观的显示变换后的结果。实验结果验证了叁自由度球形电机相对坐标变换算法包含了传统坐标变换算法,可以有效地应用于叁自由度球形电机空间运动情景。(本文来源于《安徽工程大学》期刊2019-06-10）
李建[3]（2019）在《基于光学传感器的永磁球形电机转子位置检测方法研究》一文中研究指出球形电机作为新型的多自由度电动机,其转子被设计成球形结构,可以在叁维空间进行特定形式的多自由度运动。相对于常规的多自由度运动机械装置,球形电机具有较小的质量与体积,以及较简单的机械结构,在航空航天、机器人等领域具有广泛的应用前景。在现有球形电机闭环控制研究过程中,转子位置检测是实现其精确控制的关键技术之一,目前仍制约着球形电机的发展。在上述背景下,本文针对球形电机转子的位置检测方法展开研究,主要研究工作如下:1、介绍了永磁球形电机的基本结构。建立了定转子以及球坐标系,并基于转子位置表述实现了定转子坐标系之间的坐标变换。2、首先,介绍了ADNS-9800型光学传感器的基本结构、工作原理以及与外部设备的通讯方式。然后,在球形电机转子输出轴上安装半球形罩壳,通过光学传感器直接检测半球形罩壳的运动信息从而间接获得球形转子的位置。最后,搭建实验平台,并与基于MEMS传感器的转子位置检测方法进行对比实验,实验结果验证了该方案的可行性及准确性。3、针对上述半球形罩壳质量影响球形电机转子转矩输出及其体积较大影响检测装置实用性的弊端,提出了一种基于叁光学传感器的永磁球形电机转子位置检测方法。设计了相应的硬件检测模块并搭建实验平台,同时,与基于MEMS传感器的转子位置检测方法进行对比实验,验证该方案的实用性及精确性。(本文来源于《安徽大学》期刊2019-05-01）
陶文强[4]（2019）在《一种磁阻式球形电机的结构设计研究》一文中研究指出球形电机是一种特殊的新型多自由度电机装置,可以实现空间多维运动。球形电机可以组成多自由度传动系统,不仅具有体积小、重量轻等本体结构优点,还有响应速度快、系统精确度高等性能优点。因此,球形电机在具有驱动系统的机器人等领域中有着巨大的应用潜力。但是,球形电机整体结构是球形的,大多具有强耦合性、高度非线性等特点,因而存在制造加工工艺较高、驱动控制和位置检测难等问题。所以目前各种类型的球形电机都不够完善,仍处于理论研究阶段,需要做更多的深入研究。本文在分析研究了球形电机发展和研究现状的基础上,提出了一种基于磁阻最小原理的叁自由度磁阻式球形电机设计方案,并对其本体结构参数的优化进行了研究。本文主要研究工作如下:(1)本文首先对提出的叁自由度磁阻式球形电机的基本结构进行了详细介绍,分别阐述了其实现自转和倾斜的叁自由度运动的基本原理。根据电磁定律及能量转换原理建立了球形电机的基本数学模型。(2)分别建立球形电机自转和倾斜的叁维有限元模型,利用叁维有限元法分析电机并得到自转和倾斜时的磁场分布、静态转矩等特性。分析结果表明电机在自转和倾斜运动中一直存在保持转矩,证明了该球形电机的可行性。(3)系统分析了球形电机转矩随主要结构参数变化的规律,得到其自转静态转矩和倾斜静态转矩分别与转子齿宽度、转子齿厚度、定子齿宽度、定子齿厚度以及气隙的关系曲线,然后确定使自转转矩和倾斜转矩都相对较大时的各参数取值范围。(4)本文基于田口法对球形电机的各结构参数进行协同优化。以自转转矩、倾斜转矩为优化目标和各结构参数为优化因子,建立球形电机优化设计实验的正交表。有限元计算正交表中的每次实验,根据统计学方法分析结果数据并得到最优的各参数取值方案。最后比较田口法优化前后的电机有限元仿真结果,验证了田口法对本文球形电机优化的有效性。(本文来源于《安徽大学》期刊2019-05-01）
程高梅[5]（2019）在《永磁球形电机电磁分析与结构优化设计》一文中研究指出随着现代工业技术水平的不断发展,机械臂、智能化柔性制造系统等需要在空间中实现多自由度运动的高性能设备得到了广泛应用。这类装置通常采用多台单自由度电机结合传动齿轮组合而成,导致系统体积增大,刚度降低。为此,能在单台电机实现多自由度运动的永磁球形电机一经提出,立即引起广大学者的广泛关注。区别于传统电机,该电机由于机构的特殊性仍然处在理论研究阶段。本文主要针对永磁球形电机的电磁分析与结构优化设计展开研究,具体工作可以分为以下两部分:1)首先,介绍了永磁球形电机的基本结构,给出了电机结构的初始设计参数。然后,运用等效磁网络(MEC)法对电机的定子磁场、永磁体磁场以及气隙磁场分布进行了分析。通过与有限元结果的对比实验证实了该方案的正确性。另外,分别运用麦克斯韦张量法和虚位移法获得了电机自旋与偏航运动时的转矩,并进行了对比分析。2)为了提高永磁球形电机的性能,分别运用BP神经网络、遗传算法优化的BP神经网络(GA-BP)和粒子群算法优化的BP神经网络(PSO-BP)叁种方法对电机转矩进行预测建模。首先,采用析因分析的实验设计方法获得样本空间,建立了球形电机的神经网络模型。然后,通过比较叁种方法的绝对误差与平均绝对百分误差数,得出PSO-BP建模精度较高的结论。最后,在此基础上,运用动态惯性权重的粒子群算法对电机转矩进行优化设计。同时,进一步考虑线圈功耗,采用自适应网格多目标粒子群算法(AGA-MOPSO)对电机结构参数进行双目标优化设计,得到了Pareto优化前沿图。并将优化电机的性能与现有样机进行比较,仿真结果证实了方案的正确性。(本文来源于《安徽大学》期刊2019-05-01）
汤润宇[6]（2019）在《永磁球形电机转矩仿真与测量研究》一文中研究指出球形电动机作为一种多自由度电机,其具有独特定转子结构。相比于使用传统电机的控制系统,引入球形电机的系统的动态性能会大幅度提高:响应变快,系统的故障率降低,系统稳定性显着增强,可靠性提高。然而转矩测量技术已经成为了关系球形电机发展前景和达到未来实际工业应用要求的关键技术之一。本文分析了目前对于球形电机的输出转矩测量方法研究的发展现状,然后针对一种多自由度永磁球形电机,对其电磁转矩进行仿真研究;同时基于转子动力学方程的空载输出转矩算法,采用MEMS(Microelectromechanical system)陀螺仪传感器对空载输出转矩进行了测量。并且通过测量实验验证了本方法的可行性。本文主要研究工作如下:(1)针对一种特定结构的永磁球形电机,介绍了其基本的定转子结构,并且对其磁场以及电磁转矩进行了理论分析。(2)在电机电磁理论分析的基础之上,建立了电磁转矩仿真模型,对不同激励电流条件下的电磁转矩进行仿真,得到了磁密和电磁转矩的仿真结果。(3)提出了一个采用MEMS陀螺仪传感器测量转子运动角加速度并依据永磁球形电机转子动力学方程计算空载输出转矩的测量方法。依照该方法,设计了实验测试装置,对永磁球形电机的动态空载输出转矩进行了测量。(4)将空载输出转矩结果与实验结果进行对比,分析了空载输出转矩随电流的变化趋势,实验测量结果的误差来源,并对实验结果进行了误差修正。最终实验结果表明测量与仿真研究相吻合,验证了空载输出转矩测量方法的可行性。(本文来源于《安徽大学》期刊2019-05-01）
邓涛,苏振华,唐鹏,姜路[7]（2019）在《多自由度球形感应电机创新设计及其参数化仿真分析》一文中研究指出为满足多自由度驱动单元对全向汽车车轮、智能车多方位摄像头的功能需求,弥补集成多个传统电机来实现多自由度驱动所带来的结构复杂、控制困难和动态性能差等不足,在直线感应电机理论的基础上,提出一种多自由度球形感应电机,由3个弧面定子和球形转子组成,可实现两个自由度的驱动;与传统电机通过主轴输出转矩不同,球形感应电机因其特有的定子结构,直接由转子表面输出转矩。首先,对多自由度球形感应电机的尺寸参数进行设计;然后采用ANSYS Maxwell软件对多自由度球形感应电机进行建模和电磁瞬态仿真;同时对多自由度球形感应电机进行参数化分析,获得其在不同电压、不同频率下的特性曲线,揭示电机的转矩和转速控制机理。结果表明:多自由度球形感应电机的转矩和功率随着电压的升高而增大,而随着频率的升高,其转矩和功率下降,但转速范围变宽;所设计的球形感应电机,各项性能满足预期要求。(本文来源于《汽车工程》期刊2019年04期）
刘婷婷,凌有铸[8]（2019）在《叁自由度球形电机相对坐标检测系统研究》一文中研究指出针对叁自由度电机中的传统坐标变换在定子做空间运动失效的情形,借助四元数的相对坐标变换方法,提出了定子-转子坐标变换与转子-定子的相对坐标变换的四元数变换的两个算法。通过分别在定子、转子上安置绝对式位姿传感器,设计了应用相对坐标变换算法的叁自由度球形电机检测系统。最后,给出了传统坐标变换与相对坐标变换的对比,相对于传统坐标变换,相对坐标变换算法解决了球形电机定子空间运动传统坐标失效的问题。(本文来源于《陕西理工大学学报(自然科学版)》期刊2019年02期）
闫成忍,李绍铭,李倩倩,李国丽[9]（2019）在《基于SAW传感器的球形电机位置检测方法的研究》一文中研究指出球形电机能实现在空间多自由度的运动,具有相对优良的性能。球形电机转子的位置检测在电机控制系统中具有重要作用,也是球形电机在今后研究的重点方向和难点问题。在研究过程中立足于球形电机结构机理,对球形电机的位置检测进行大量研究,将永磁球形步进电动机作为研究对象,提出了一种基于无源无线SAW传感器的新型球形电机位置检测方法。(本文来源于《佳木斯大学学报(自然科学版)》期刊2019年02期）
过希文,李绅,王群京,周睿,文彦[10]（2019）在《基于叁角形(△)组合线圈的永磁球形电机转矩特性与通电策略分析》一文中研究指出为了减少永磁球形电机轨迹跟踪过程中的控制电流计算量,提出一种基于叁角形(△)组合线圈的通电策略。首先,通过Maxwell软件,利用迭加原理建立基于单个定子线圈的电磁转矩模型;然后,对比分析不同组合线圈自旋和倾斜运动的静态电磁转矩,确立△组合线圈的电磁转矩方程;同时,通过电流-转矩表达式,获得定子线圈的控制电流;最后,通过仿真计算和实验验证该方案的可行性。实验结果表明相对于单个线圈的独立控制,基于△组合线圈的通电策略在电机运动范围内无运动奇点,显着减少了控制电流的计算量。(本文来源于《电工技术学报》期刊2019年08期）
球形电机论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
叁自由度球形电机因其多自由度运动特性,在空间运动应用场合中有着良好的应用前景。其优异的空间运动性能给叁自由度球形电机的参量变换、检测方法、控制系统等在单自由度电机中常用经典方法带来新的挑战。传统叁自由度球形电机的坐标分析中,假设定子坐标系与地面坐标系统一并约束为静止坐标系,此种假设在叁自由度球形电机本体做空间运动过程存在一定局限性。本文在坐标分析的基础上消除假设限制,综合叁自由度球形电机实际情形,研究广义叁自由度球形电机坐标变换与位置检测系统。本文通过对国内外各类叁自由度球形电机的检测结构、方法等进行总结归纳,重新构建叁自由度球形电机坐标系统,将定子坐标系与地面坐标系分离,并定义定子(及定子坐标系)可以完成空间叁自由度运动。在新的坐标系统定义下,提出了基于四元数方法的叁自由度球形电机相对坐标变换方法,并对叁自由度球形电机的传统坐标变换、相对坐标变换的方向余弦阵方法进行对比与仿真分析。在定子做空间运动时,叁自由度球形电机传统坐标变换方法无效,同时相对坐标变换在假设定子静止时仍然有效。并简单分析与验证了相对坐标变换的基本性质。基于相对坐标变换的基本思路,设计了转子检测传输模块、定子检测融合模块分别安置在叁自由度球形电机的转、定子球体上,转子检测传输模块实现对转子姿态检测,并通过模块内的Zigbee通讯模块发送出去;定子检测融合模块实现对定子姿态检测,并接受来自转子姿态数据,并将数据发送给上位机进行相对坐标变换的计算,并完成相应的软硬件设计。其中四元数的相对坐标变换算法借助MATLAB语言实现函数编写;借助Labview软件,实现下位机数据读取与预处理,并通过嵌入MATLAB脚本,实现相对坐标变换并获得转、定子特定点的位置,完成构建叁自由度球形电机相对位置检测系统。通过传感器检测获得转子姿态数据,使用MATLAB软件对叁自由度球形电机相对坐标变换算法进行验证与对比,验证了相对坐标变换的正确性。基于检测系统的软硬件联合调试,上位机界面中直观的显示变换后的结果。实验结果验证了叁自由度球形电机相对坐标变换算法包含了传统坐标变换算法,可以有效地应用于叁自由度球形电机空间运动情景。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
球形电机论文参考文献
[1].陆寅,洪一,胡存刚,王群京,荣怡平.基于MEMS的永磁球形电机转子位置检测方法研究[J].电机与控制学报.2019
[2].刘婷婷.叁自由度球形电机相对坐标变换与检测关键技术研究[D].安徽工程大学.2019
[3].李建.基于光学传感器的永磁球形电机转子位置检测方法研究[D].安徽大学.2019
[4].陶文强.一种磁阻式球形电机的结构设计研究[D].安徽大学.2019
[5].程高梅.永磁球形电机电磁分析与结构优化设计[D].安徽大学.2019
[6].汤润宇.永磁球形电机转矩仿真与测量研究[D].安徽大学.2019
[7].邓涛,苏振华,唐鹏,姜路.多自由度球形感应电机创新设计及其参数化仿真分析[J].汽车工程.2019
[8].刘婷婷,凌有铸.叁自由度球形电机相对坐标检测系统研究[J].陕西理工大学学报(自然科学版).2019
[9].闫成忍,李绍铭,李倩倩,李国丽.基于SAW传感器的球形电机位置检测方法的研究[J].佳木斯大学学报(自然科学版).2019
[10].过希文,李绅,王群京,周睿,文彦.基于叁角形(△)组合线圈的永磁球形电机转矩特性与通电策略分析[J].电工技术学报.2019