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磁悬浮飞轮转子优化设计与实验
  • ISSN号:1001-3997
  • 期刊名称:《机械设计与制造》
  • 时间:0
  • 分类:TH16[机械工程—机械制造及自动化] V249.1[航空宇航科学与技术—飞行器设计;航空宇航科学技术]
  • 作者机构:[1]北京石油化工学院机械工程学院,北京102617, [2]“惯性技术”重点实验室,北京100191, [3]“新型惯性仪表与导航系统技术”国防重点学科实验室,北京100191, [4]北京控制工程研究所,北京100190
  • 相关基金:国家自然科学创新研究群体基金(61121003);国家杰出青年科学基金(60825305)
中文摘要:

以一种额定转速为5000r/min,额定角动量为50Nms的磁悬浮飞轮转子系统为对象,对混合离散变量非线性优化问题进行了研究.建立了飞轮转子的优化模型,并改进了传统的优化设计方法.采用针对离散变量的全域遍数法,嵌套连续变量的序列二次规划法,对转子系统进行优化设计.在此基础上,考虑转子质心与磁轴承几何中心距离,对转子进行二次优化.结果显示,轮辐为5根时,转子质量达到全域最小,约为7.25kg.根据优化结果研制了一台磁悬浮飞轮,并对优化模型的谐响应分析结果进行实验验证,两者最大误差为2.2%.

英文摘要:

A imed at magnetic bearing wheel rotor system with rating rotate speed of 5000r/min and rating angular momentum of SONms, the non-linear optimization of mixed dispersed variables was presented. The optimization model of wheel rotor was established, and the conventional optimization methods were improved. The wheel rotor was optimized by using the method of point-by-point comparing for dispersed variables at macrocosm combined with the sequential quadratic programming method for continuous variables. Upon this, concerning the distance between rotor centroid and magnetic bearing center, the rotor was further optimized. The results showed that the mass of wheel rotor reached to minimum of 7.25kg, corresponding to the number of spokes of S. According to optimization results, a magnetic bearing wheel was manufactured and its harmonic response analysis of rotor was verified by experiments. The verification indicated the maximum error was 2.2%.

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期刊信息
  • 《机械设计与制造》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国教育部
  • 主办单位:辽宁省机械研究院 东北大学
  • 主编:张义民
  • 地址:沈阳市皇姑区北陵大街56号
  • 邮编:110032
  • 邮箱:mdm1963@163.com
  • 电话:024-86899120 86894543
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-3997
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1140/TH
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊,中国科技核心期刊,辽宁省优秀科技期刊一等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:30635