磁懸浮直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化.pdf

1、磁懸浮直線運(yùn)動(dòng)是一種具有無(wú)摩擦、無(wú)磨損、無(wú)需潤(rùn)滑、功耗低、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)的非接觸式的新型運(yùn)動(dòng)方式，特別適用于真空、高速、超靜室等特殊環(huán)境，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。磁懸浮技術(shù)是一個(gè)涉及電磁學(xué)、控制理論、機(jī)械學(xué)以及計(jì)算機(jī)科學(xué)等多個(gè)學(xué)科的高新技術(shù)，具有非線性、強(qiáng)耦合的特性。磁懸浮直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化是系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，對(duì)于相關(guān)問(wèn)題的研究具有很高的理論意義與實(shí)用價(jià)值。
　　 本文利用磁懸浮技術(shù)的相關(guān)原理，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)的

2、設(shè)計(jì)與優(yōu)化，搭建了一種新型的能夠在長(zhǎng)直導(dǎo)軌上做水平運(yùn)動(dòng)的單自由度的磁懸浮直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)。具體做了以下工作:首先，以單自由度磁懸浮系統(tǒng)為研究對(duì)象，研究其基本原理并建立了可以應(yīng)用于工程實(shí)踐的單自由度懸浮體的電磁力數(shù)學(xué)模型。其次，提出了滿(mǎn)足本課題性能要求的雙端控制模型總體設(shè)計(jì)方案;鑒于所研究的長(zhǎng)直導(dǎo)軌直線運(yùn)動(dòng)平臺(tái)具有獨(dú)特的機(jī)械結(jié)構(gòu)以及工作特性，本文對(duì)組成系統(tǒng)的定子導(dǎo)軌、懸浮體等結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化，對(duì)關(guān)鍵材料做出合理的選擇，并對(duì)系統(tǒng)的散熱能力、

3、機(jī)械強(qiáng)度、導(dǎo)磁性能做出校驗(yàn)。再次，為保證懸浮系統(tǒng)中懸浮體的安全穩(wěn)定運(yùn)行，按照系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)出合理且可靠的保護(hù)系統(tǒng)，并結(jié)合系統(tǒng)調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的“磁短路”問(wèn)題進(jìn)行分析，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面提出了行之有效且具有指導(dǎo)意義的解決措施。最后，通過(guò)Ansoft有限元分析方法，對(duì)所設(shè)計(jì)模型的承載力、回復(fù)力、磁場(chǎng)分布做出相應(yīng)的仿真分析;結(jié)合磁極的布置形式，電磁鐵的平滑化處理，通過(guò)仿真分析對(duì)模型做了進(jìn)一步的改進(jìn)及優(yōu)化，并最終搭建出系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái);通過(guò)對(duì)于實(shí)驗(yàn)