针对二维平面电机复杂多变量耦合非线性动力学及运动控制进行了深入研究,主要研究内容及成果包括1)平面电机气隙磁场特性研究考虑端部效应、磁场叠加和材料非线性因素,建立了三维气隙磁场的分布模型,获得了水平方向电磁驱动力与通电电流、运动空间位置之间的关系;分析了载流线圈的温度场及钢轭板的应力场对气隙磁场的影响;2)平面电机动力学研究建立了平面电机电磁动力学模型,提出了基于有限元方法的平面电机动力学参数辨识及模型简化方法,进行了平面电机结构动态特性分析;3)控制方法与策略研究提出了一种具有参数不确定性的解耦滑模变结构控制方法,能对干扰快速进行精确补偿;提出一种基于迭代学习和反馈的点对点精确定位控制方法;4)法向振动传递研究发现了平面电机定动子间法向振动传递现象,基于法向电磁力与电流和法向位移的关系,建立了定子的电磁固耦合振动方程,分析了机械结构参数和电磁参数对系统动力学特性的影响,揭示了定动子间耦合振动传递的机理;5)实验与测试搭建了平面电机原理样机并进行了相关实验和测试,验证了本项目所提理论和方法的正确性和实用性。本项目的成果为平面电机的设计、控制提供了新理论与新技术。
英文主题词Planar motor; Airgap magnetic field; Dynamic characteristic; Vibration transmission; Precise motion control