基于磁阻网络模型与PID控制的电磁作动器气隙自检测技术

发布时间：2024-03-02 13:46

　　在船舶隔振领域,目前大量使用电涡流传感器的做法增加了浮筏隔振系统失效的风险。在得到广泛应用的主被动混合隔振技术中,电磁作动器可被利用于气隙间距自检测技术以降低系统复杂度并可提升作动力输出稳定性。通过对实际作动器建立非线性磁阻网络模型并优化参数,衔铁与铁芯之间的气隙间距、流过线圈的电流与线圈两端电压的关系可以得到正确的描述。进一步,利用PID技术可避开求解非线性方程组的困难而得到气隙间距的估计值,实现浮筏装置各位置上作动器气隙间距测量的功能。

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【部分图文】：

图7气隙间距观测器原理框图Fig.7Flowchartoftheair-gapobserver

?都渚?z导致，大幅度简化了理论分析的难度。将初步线性化后的式（7）重写为矩阵形式如式（8），注意式中除Rz与包含Rl6的C94因含有位于分母位置的自变量z以外均为线性磁阻，方程已解耦，C11～C94为由式（7）线性化后各方程系数。图6磁阻网络模型输出电压验证（以0.0001m与....

图2电磁作动器半边结构尺寸图Fig.2Sketchofhalfofthestructure

娴拇磐ㄔ诓煌?恢?处有较大的变化，靠近立柱与衔铁边沿处的磁通迅速减小，许多位置处磁通与作动器几何结构不平行，并且大量磁通穿过空气泄漏至临近的铁芯。基于此，将磁路类比电路后可设计出该电磁作动器的磁阻网络模型如图3所示。图中，Gm1与Gm2分别为外侧与内侧永磁体的磁动势，Φ1～Φ9为....

图3磁阻网络模型Fig.3Reluctancenetworkmodel立柱间泄漏的磁通

阻可用拱形磁阻模型加以描述。包括Rl6，Rl7，Rl1与Rl5。图5给出了一个简单的拱形磁阻模型的例子，用拱形内圆直径d与外圆直径D简明地描述了Rl6的模型结构。拱形磁阻的阻值计算如下式：Ra=π4(d+D)μ0bDd2=π(D+d)2μ0b(Dd)。(5)其中μ0为空气的磁导率....

图1电磁作动器实物图和结构简图Fig.1Photooftheelectromagneticactuatorandsketchoftheactuator

实验条件下难以进行可靠的测量，因此利用ANSOFT软件进行电磁学仿真。从仿真结果可知，垂直横截面的磁通在不同位置处有较大的变化，靠近立柱与衔铁边沿处的磁通迅速减小，许多位置处磁通与作动器几何结构不平行，并且大量磁通穿过空气泄漏至临近的铁芯。基于此，将磁路类比电路后可设计出该电磁作....

本文编号：3916945