永磁轉(zhuǎn)子偏轉(zhuǎn)式三自由度電機(jī)轉(zhuǎn)子位置非接觸式磁敏檢測(cè)方法的研究.pdf

1、ClassifiedIndex：TM35UDC：6213SecrecyRate：PublicizedUniversityCode：10082HebeiUniversityofScienceandTechnologyDissertationfortheMasterDegreeResearchofPositionDetectionMethodforaNovel3DOFDeflectionTypePMMotorBasedonNonContac

2、tMagnetometersCandidate：Supervisor：EnterpriseSupervisor：AcademicDegreeAppliedfor：Speciality：Employer：DateofOralExamination：GuoManjieAssociateProfLiZhengEngiLiZhaohuiMasterofEngineeringElectricalEngineeringSchoolofElectri

3、calandEngineeringMay2015摘要摘要在現(xiàn)代工業(yè)科技水平不斷提高和人工智能化不斷發(fā)展的今天，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)往往需要完成多個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)。在用傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)多自由度運(yùn)動(dòng)時(shí)，需要多臺(tái)電機(jī)同時(shí)運(yùn)作，且其機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜，因此早已不適應(yīng)現(xiàn)代科技發(fā)展的需求。能夠獨(dú)立完成多個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的多自由度電動(dòng)機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。電機(jī)理論、控制理論的不斷發(fā)展，電機(jī)制造工藝水平的不斷改進(jìn)和完善，為實(shí)現(xiàn)多自由度電動(dòng)機(jī)的復(fù)雜控制奠定了理論基礎(chǔ)。隨著多種永磁材料

4、如鋁鎳鈷系永磁合金、永磁鐵氧體、稀土永磁材料和復(fù)合永磁材料的出現(xiàn)，使體積龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的電動(dòng)機(jī)逐步被由永磁材料制作成的結(jié)構(gòu)簡單、體積輕便、操作方便的執(zhí)行機(jī)構(gòu)代替，因此永磁多自由度電動(dòng)機(jī)成為目前的研究熱點(diǎn)。在參考國內(nèi)外學(xué)者研發(fā)的多種結(jié)構(gòu)的多自由度電動(dòng)機(jī)及其位置檢測(cè)方法的基礎(chǔ)上，針對(duì)雙層定子線圈、單層圓鼓形永磁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的偏轉(zhuǎn)式三自由度電動(dòng)機(jī)，提出一種轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)方法，進(jìn)行了永磁體磁場(chǎng)建模、檢測(cè)算法應(yīng)用及檢測(cè)系統(tǒng)裝置的設(shè)計(jì)等基礎(chǔ)研究。本論文的

5、研究工作具體包括以下幾個(gè)方面：1)介紹了多自由度永磁電動(dòng)機(jī)的優(yōu)越性能，并總結(jié)概括了到目前為止國內(nèi)外研究制造的各種不同結(jié)構(gòu)的多自由度電動(dòng)機(jī)，在此基礎(chǔ)上對(duì)三自由度運(yùn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)方法進(jìn)行分類描述。介紹了其最新研究進(jìn)展中的各種問題，并討論了永磁多自由度電動(dòng)機(jī)的發(fā)展前景和趨勢(shì)。2)利用PRO／E軟件對(duì)一種永磁轉(zhuǎn)子偏轉(zhuǎn)式三自由度電動(dòng)機(jī)進(jìn)行仿真建模。介紹了這一新型三自由度電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和尺寸，同時(shí)對(duì)其三自由度運(yùn)動(dòng)的基本原理進(jìn)行了詳盡的描述。3

6、)以形狀簡單的圓柱體為例，用較為成熟的分布式多極(DMP)模型和本文討論的分子電流模型對(duì)其進(jìn)行建模仿真，應(yīng)用MATLAB軟件對(duì)所建立的模型進(jìn)行對(duì)比分析，最終證明兩種方法的仿真結(jié)果相一致，且誤差在可接受范圍之內(nèi)，進(jìn)一步驗(yàn)證了該方法的合理性。4)本文所討論的永磁偏轉(zhuǎn)式三自由度電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子形狀較為特殊，為圓鼓形，采用分子電流模型對(duì)其進(jìn)行仿真建模。并詳細(xì)論述了采用磁敏傳感器測(cè)量永磁體磁場(chǎng)來進(jìn)行位置檢測(cè)的方法。經(jīng)過分析計(jì)算可以得到，永磁體磁場(chǎng)與旋