基于神经网络PID在直齿圆柱电磁齿轮传动控制系统中的研究

发布时间：2020-05-30 17:55

【摘要】： 随着科学的进步和人类文明的发展，特别是近年来“绿色产品”口号的提出，工业生产中日益重视新技术的应用，磁的应用越来越广泛。电磁齿轮是一种非接触无污染传动机电产品，通过磁性耦合传递动力。本文简述了电磁齿轮的发展历史和现状，说明了电磁齿轮传动的特点、原理和结构。采用虚位移法和安培回路定理分析了电磁齿轮传动机构的磁场力计算方法。在此基础上，通过对电磁齿轮运动特性的分析，得出了电磁力矩计算公式。以普通的齿轮传动模型为基础，建立了电磁齿轮传动系统的动力学模型，并在一定的假设前提下对模型进行简化，推导出了输入电流和输出转矩之间的关系。为了使电磁齿轮稳定运转，采用PID控制的方法跟踪负载的变化并及时调整线圈电流值。研究了BP神经网络PID控制器的结构，分析了BP神经网络的学习算法，在Matlab中Simulink环境中下进行仿真实现。为今后电磁齿轮的进一步研究工作提供了初步探索，具有一定的参考价值。
【图文】：

普通机械,磁粉,齿轮传动

贵州大学硕士研究生学位论文图1一4普通机械齿轮传动图1一5磁粉模拟的磁力线分布2)永磁和电磁混合齿轮附](见图1一6)永磁和电磁混合齿轮是由一个电磁铁和永磁铁组成的混合磁齿轮。其主动齿轮由半径为a:的圆柱形电磁铁铁芯与厚度为h的永久磁铁组成，电磁铁铁芯采用稀土类磁性材料制造。半径al内孔与驱动系统相连，铁芯外环绕通电线圈的内、外半径分别为a3和a;，若将铁芯轴线方向选为Z轴坐标方向，圆柱体顶端与未端的坐标分别为21，z:。在铁芯顶部加工出与从动轮齿数相同的m个凸形台阶，台阶形状决定于所选定的齿形，台阶凹部的轴向坐标为z，。径为a3在这些台阶上安装由稀土类永磁材料所制成的一定形状的“齿顶”

结构图,电磁齿轮,直齿,实体图

2.1电磁齿轮的结构及传动机理2.LI电磁齿轮的基本结构电磁齿轮结构如图2一1所示Ils一l5]。其中1为N性爪极，2为s性爪极，N、s极齿数相等，均匀地沿圆周交错排列，形成一个径向多极充磁的圆柱直齿电磁齿轮。3为通电线圈组件，当线圈通入直流电流时，导磁铁芯5被磁活，磁通沿轴向经过法兰盘到件1使其带N性磁性，而图右端磁通通过线圈3的环形座到件2使其带S性磁性。轴4为齿轮轴，，不导磁。之之 OOO、、、1—电磁齿轮左刀朋及2一电磁齿轮右爪极3一通电直花淞线圈4一电磁齿轮轴5—导磁铁芯图2一1直齿圆柱电磁齿轮的结构图图2一2电磁齿轮的实体图2.L2电磁齿轮的传动机理电磁齿轮是通过磁性祸合来实现传动的
【学位授予单位】：贵州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TH132.41

【引证文献】