主动陀螺稳定系统模型的建立及AMD结构的优化研究

发布时间：2017-10-29 13:06

  本文关键词：主动陀螺稳定系统模型的建立及AMD结构的优化研究

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【摘要】：陀螺仪已经很早用于导航,陀螺仪主要包括：激光陀螺仪、静电陀螺仪、光纤陀螺仪、振动轮式MEMS陀螺、流体陀螺仪等；也有直接应用陀螺的定轴性特性来机械式维持平台稳定。直线驱动技术主要应用在两个方面：磁悬浮列车和直线电机；电磁驱动AMD技术一直以来被用在高层建筑的防震抗震上,将该技术用于陀螺仪上用以调控其重心位置是一种全新的尝试研究。本文创造性设计出一种主动陀螺稳定系统,主要研究内容包括以下几个方面：1、主动陀螺稳定系统结构的设计,包括陀螺部分和AMD部分；2、主动陀螺稳定系统的动力学模型的建立：主动陀螺稳定系统是个复杂非线性不稳定地系统,对于该系统的控制,首先利用物理学方法来得出控制系统的动力学模型,建立一个准确地反映该系统状态和运动规律的数学方程是决定对其成功控制与否的关键所在；3、有限元仿真研究：通过Maxwell12软件和ANSYS软件对其建模和仿真,从而得到需要的磁场力、磁通量等仿真图,分析磁路,然后对主动陀螺稳定系统内的AMD结构进行优化；4、主动陀螺稳定系统在两轮前后置电动车中的应用,创造出一种全新的电动平衡车。
【关键词】：陀螺仪 主动陀螺稳定系统 AMD 电磁仿真 电动平衡车
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN96
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 研究背景及意义9
• 1.2 陀螺仪的发展简介9-14
• 1.2.1 激光陀螺仪10-11
• 1.2.2 静电陀螺仪11
• 1.2.3 光纤陀螺仪11-12
• 1.2.4 振动轮式MEMS陀螺12
• 1.2.5 流体陀螺仪12-13
• 1.2.6 研究现状汇总13-14
• 1.3 本文的基本内容及拟要解决的问题14-15
• 1.3.1 本文的基本内容14
• 1.3.2 拟要解决的问题14-15
• 1.4 本章小结15-16
• 第2章 直线电磁驱动及主动陀螺稳定系统中的AMD控制16-21
• 2.1 直线电磁驱动技术发展16-18
• 2.1.1 磁悬浮列车驱动技术原理及发展16-17
• 2.1.2 直线电机原理及发展17-18
• 2.2 直线电磁驱动AMD控制技术原理及发展18-20
• 2.2.1 直线电磁驱动AMD控制的原理18-19
• 2.2.2 直线电磁驱动AMD控制技术的发展19-20
• 2.3 本章小结20-21
• 第3章 主动陀螺稳定系统21-31
• 3.1 基本陀螺仪结构原理简介21-22
• 3.2 主动陀螺稳定系统结构设计22-27
• 3.2.1 主动陀螺稳定系统结构22-25
• 3.2.2 主动陀螺稳定系统结构的基本尺寸25-26
• 3.2.3 主动陀螺稳定系统三维实体模型图26-27
• 3.3 主动陀螺稳定系统的工作原理及系统控制流程27-29
• 3.3.1 主动陀螺控制系统的工作原理27-28
• 3.3.2 系统控制流程28-29
• 3.4 本章小结29-31
• 第4章 主动陀螺稳定系统结构的动力学模型的建立31-41
• 4.1 陀螺结构部分动力学模型的建立31-33
• 4.2 AMD结构部分动力学模型的建立33-40
• 4.3 本章小结40-41
• 第5章 ANSYS与MAXWELL磁场仿真分析和MATLAB计算及优化41-64
• 5.1 ANSYS电磁场分析简介41
• 5.2 行波磁场的产生原理41-43
• 5.3 电磁场数值模拟模型43-63
• 5.3.1 线圈配置结构43-44
• 5.3.2 建立激发行波磁场的三维结构模型44
• 5.3.3 2D行波磁场激发模型及ANSYS有限元剖分44-46
• 5.3.4 行波磁场激发模型ANSYS仿真分析46-48
• 5.3.5 行波磁场激发模型Maxwell仿真分析48-51
• 5.3.6 MATLAB计算分析51-54
• 5.3.7 AMD结构优化设计54-63
• 5.4 本章小结63-64
• 第6章 主动陀螺稳定系统的应用64-69
• 6.1 装载主动陀螺稳定系统的电动安全车64
• 6.2 安全车的工作原理及控制策略64-68
• 6.2.1 安全车的工作原理64-65
• 6.2.2 安全车的控制策略65-68
• 6.3 装有主动陀螺稳定系统的安全电动车特性68
• 6.4 本章小结68-69
• 第7章 总结和展望69-70
• 7.1 总结69
• 7.2 展望69-70
• 参考文献70-72
• 攻读硕士期间所取得成果72

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本文编号：1113075