2015年,我國(guó)發(fā)布了《中國(guó)制造2025》戰(zhàn)略規(guī)劃,將機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提升到戰(zhàn)略層面。機(jī)器人技術(shù)集眾多高科技于一身,其應(yīng)用不僅從制造領(lǐng)域走向非制造領(lǐng)域,而且正以驚人的速度不斷向軍事、航天、醫(yī)療、服務(wù)、交通、娛樂等非工業(yè)領(lǐng)域擴(kuò)展。隨著機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展,對(duì)機(jī)器人智能程度的要求也在不斷提高,因此給機(jī)器人配備智能仿生眼,使其像人類一樣感知和獲取環(huán)境信息、快速準(zhǔn)確地識(shí)別和跟蹤目標(biāo)顯得尤為重要。電機(jī)是機(jī)器人仿生眼的驅(qū)動(dòng)部件,機(jī)器人智能化的發(fā)展對(duì)仿生眼用電機(jī)提出了更高的要求,如體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、定位精度高、運(yùn)行范圍大、輸出力矩大、機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等。顯然,無(wú)需位置傳感器就能夠?qū)崿F(xiàn)高精度位置控制的兩自由度混合式步進(jìn)電機(jī)是仿生眼驅(qū)動(dòng)的理想選擇。但是,不但目前的兩自由度混合式步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,體積大,難以滿足仿生眼驅(qū)動(dòng)要求,而且混合式步進(jìn)電機(jī)目前的理論分析方法、混合式步進(jìn)電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)子磁體結(jié)構(gòu),也難以滿足仿生眼驅(qū)動(dòng)用兩自由度混合步進(jìn)電機(jī)結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新和分析及優(yōu)化需求。因此本文基于仿生眼驅(qū)動(dòng)用兩自有度混合式步進(jìn)電機(jī),對(duì)混合式步進(jìn)電機(jī)的研究方法及磁體結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新、對(duì)兩自由度混合式步進(jìn)電機(jī)原理及結(jié)構(gòu)進(jìn)行... 

【文章頁(yè)數(shù)】：159 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題的研究背景和研究意義
    1.2 仿生眼及其驅(qū)動(dòng)的研究現(xiàn)狀
    1.3 混合式步進(jìn)電機(jī)的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 混合式步進(jìn)電機(jī)分析方法的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 混合式步進(jìn)電機(jī)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀
    1.4 兩自由度混合式步進(jìn)電機(jī)的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 多自由度電機(jī)的研究現(xiàn)狀
        1.4.2 兩自由度混合式步進(jìn)電機(jī)的研究現(xiàn)狀
    1.5 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第二章 混合式步進(jìn)電機(jī)的齒層計(jì)算轉(zhuǎn)矩法及二維等效有限元分析方法研究
    2.1 混合式步進(jìn)電機(jī)及其基于齒層比磁導(dǎo)法的場(chǎng)路結(jié)合分析
        2.1.1 步進(jìn)電機(jī)及混合式步進(jìn)電機(jī)
        2.1.2 混合式步進(jìn)電機(jī)的齒層比磁導(dǎo)法
    2.2 混合式步進(jìn)電機(jī)的齒層計(jì)算轉(zhuǎn)矩法的提出及研究
        2.2.1 齒層計(jì)算轉(zhuǎn)矩法的提出及理論分析證明
        2.2.2 齒層計(jì)算轉(zhuǎn)矩法在步進(jìn)電機(jī)性能分析中的應(yīng)用
        2.2.3 齒層計(jì)算轉(zhuǎn)矩法的有限元仿真驗(yàn)證分析
    2.3 混合式步進(jìn)電機(jī)的二維等效有限元分析方法研究
        2.3.1 二維等效有限元分析模型的建立
        2.3.2 二維等效有限元分析模型的參數(shù)確定
        2.3.3 三維有限元仿真驗(yàn)證分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 定子磁體混合式步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)原理及性能分析
    3.1 引言
    3.2 定子磁體混合式步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理
        3.2.1 定子磁體混合式步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)
        3.2.2 定子磁體混合式步進(jìn)電機(jī)的工作原理
    3.3 定子磁體混合式步進(jìn)電機(jī)的有限元分析與樣機(jī)實(shí)驗(yàn)
    3.4 不同結(jié)構(gòu)定子磁體混合式步進(jìn)電機(jī)的性能比較分析
        3.4.1 比較模型建立
        3.4.2 空載特性比較
        3.4.3 負(fù)載特性比較
        3.4.4 有限元仿真驗(yàn)證分析
    3.5 定子磁體和轉(zhuǎn)子磁體混合式步進(jìn)電機(jī)的性能比較分析
        3.5.1 近似最佳永磁氣隙磁密及鐵心迭長(zhǎng)
        3.5.2 永磁轉(zhuǎn)矩及定位轉(zhuǎn)矩比較
        3.5.3 定轉(zhuǎn)子鐵心磁通密度比較
        3.5.4 輸出轉(zhuǎn)矩及功率密度比較
        3.5.5 永磁體漏磁及利用率比較
        3.5.6 有限元仿真驗(yàn)證分析
    3.6 本章小結(jié)
第四章 新型兩自由度混合式步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理及電磁耦合分析研究
    4.1 引言
    4.2 新型兩自由度混合式步進(jìn)電機(jī)的結(jié)構(gòu)原理
        4.2.1 球形正交結(jié)構(gòu)兩自由度混合式步進(jìn)電機(jī)
        4.2.2 球形非正交結(jié)構(gòu)兩自由度混合式步進(jìn)電機(jī)
        4.2.3 非球形結(jié)構(gòu)兩自由度混合式步進(jìn)電機(jī)
    4.3 不同結(jié)構(gòu)兩自由度混合式步進(jìn)電機(jī)對(duì)比研究
        4.3.1 運(yùn)行范圍比較
        4.3.2 定位精度比較
        4.3.3 轉(zhuǎn)矩密度比較
        4.3.4 不平衡力比較
    4.4 兩個(gè)自由度電機(jī)之間的電磁耦合分析
        4.4.1 電磁耦合產(chǎn)生原因及抑制削弱措施
        4.4.2 有限元仿真驗(yàn)證分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 新型兩自由度混合式步進(jìn)電機(jī)的性能分析及樣機(jī)實(shí)驗(yàn)
    5.1 引言
    5.2 新型兩自由度混合式步進(jìn)電機(jī)的性能分析
        5.2.1 二維等效有限元分析模型建立
        5.2.2 二維等效有限元分析模型驗(yàn)證
        5.2.3 空載特性分析
        5.2.4 負(fù)載特性分析
        5.2.5 定位精度分析
        5.2.6 不平衡力分析
    5.3 樣機(jī)實(shí)驗(yàn)
        5.3.1 球形正交結(jié)構(gòu)兩自由度混合式步進(jìn)電機(jī)樣機(jī)實(shí)驗(yàn)
        5.3.2 球形非正交結(jié)構(gòu)兩自由度混合式步進(jìn)電機(jī)樣機(jī)實(shí)驗(yàn)
        5.3.3 非球形結(jié)構(gòu)兩自由度混合式步進(jìn)電機(jī)樣機(jī)實(shí)驗(yàn)
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 前景展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀博士學(xué)位期間學(xué)術(shù)成果
學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]步進(jìn)電機(jī)新型場(chǎng)路結(jié)合分析方法——齒層計(jì)算轉(zhuǎn)矩法[J]. 魯炳林,徐衍亮.  電機(jī)與控制學(xué)報(bào). 2018(05)
[2]定子永磁型磁通切換電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩及其抑制技術(shù)[J]. 朱曉鋒,花為.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2017(21)
[3]定子永磁和轉(zhuǎn)子永磁混合式步進(jìn)電機(jī)性能比較研究[J]. 魯炳林,徐衍亮,辛峰.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2017(21)
[4]五相容錯(cuò)式磁通切換永磁電機(jī)的氣隙磁場(chǎng)調(diào)制運(yùn)行機(jī)理分析[J]. 吉敬華,潘小云,趙文祥,陶濤.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2017(21)
[5]基于同步旋轉(zhuǎn)濾波器的磁通記憶式雙凸極永磁電機(jī)無(wú)位置傳感器控制[J]. 魯慶,全力,左月飛,朱孝勇,張超.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2017(22)
[6]基于電壓矢量?jī)?yōu)化的磁通反向永磁電機(jī)模型預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)矩控制[J]. 殷芳博,花為,黃文濤,周志強(qiáng).  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2017(22)
[7]低速大轉(zhuǎn)矩永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子散熱問題[J]. 陳麗香,解志霖,王雪斌.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2017(07)
[8]定子永磁型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)原理及分析計(jì)算[J]. 魯炳林,徐衍亮.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2016(19)
[9]基于模型變換的混合式步進(jìn)電機(jī)靜態(tài)特性仿真分析方法[J]. 李鵬,魯華,鄭文鵬,沈建新.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(17)
[10]磁通記憶式雙凸極非稀土永磁電機(jī)單相斷路下容錯(cuò)控制策略研究[J]. 朱孝勇,朱峰,張超,杜懌,全力.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2016(17)



本文編號(hào)：3703576