洛伦兹力磁悬浮织针驱动器设计与仿真 被引量：4

1

作者 刘泽旭 胥光申 +1 位作者 盛晓超 代欣怡 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期159-165,共7页

为解决织针三角驱动中存在摩擦、冲击等问题,并避免引入电磁力非线性影响,设计了一种基于洛伦兹力的磁悬浮织针驱动器。首先提出了驱动原理并推导了数学模型,利用ANSYS软件进行电磁有限元分析;然后设计了执行调节(PID)控制器并在MatLab/... 为解决织针三角驱动中存在摩擦、冲击等问题,并避免引入电磁力非线性影响,设计了一种基于洛伦兹力的磁悬浮织针驱动器。首先提出了驱动原理并推导了数学模型,利用ANSYS软件进行电磁有限元分析;然后设计了执行调节(PID)控制器并在MatLab/Simulink中进行控制系统仿真,最后搭建了实物平台进行实验。结果表明:驱动器工作区域磁场均匀稳定,电磁力满足驱动要求;织针轨迹与预期吻合,仿真误差在±3.5μm之间;织针可以达到集圈高度,且响应迅速、平稳无振荡,测试误差在±10μm之间。洛伦兹力磁悬浮织针驱动器可以消除织针运动中摩擦、振动和冲击,并且与磁阻力磁悬浮织针驱动器相比控制系统简单、线性度好,控制精度可达到微米级。 展开更多

关键词 织针驱动 磁悬浮 洛伦兹力 纺织机械 磁场有限元

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洛伦兹力磁悬浮织针驱动器结构设计

2

作者 刘泽旭 胥光申 +1 位作者 盛晓超 张团善 《针织工业》 北大核心 2022年第5期1-4,共4页

目前针织机械因刚性接触会产生较大的振动和噪声等,并且织针轨迹由三角决定,更改复杂、数字化水平低。文章基于洛伦兹力磁悬浮技术提出一种新型织针驱动器,建立驱动原理、设计驱动结构,通过实物试验验证驱动器合理可行,使织针悬浮运动... 目前针织机械因刚性接触会产生较大的振动和噪声等,并且织针轨迹由三角决定,更改复杂、数字化水平低。文章基于洛伦兹力磁悬浮技术提出一种新型织针驱动器,建立驱动原理、设计驱动结构,通过实物试验验证驱动器合理可行,使织针悬浮运动从根本上削弱摩擦与冲击、提高织针运动的精度与稳定性。同时织针运动轨迹可通过上位机控制更改,提高了织针驱动数字化水平,为实现纺织品制造小批量、多批次的柔性化生产提供思路。 展开更多

关键词 针织机械 织针驱动 磁悬浮 洛伦兹力 智能化

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线性磁悬浮织针驱动系统运动控制与实验分析

3

作者 盛晓超 刘泽旭 +1 位作者 胥光申 石英男 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期197-204,共8页

为解决传统织针驱动系统性能不佳以及磁阻式磁悬浮织针驱动系统的电磁力非线性问题,提出一种线性的洛伦兹力磁悬浮织针驱动系统。基于已有驱动系统实验平台,首先对系统的电磁力输出进行了测试,得出电磁力输出与线圈电流呈线性关系且与... 为解决传统织针驱动系统性能不佳以及磁阻式磁悬浮织针驱动系统的电磁力非线性问题,提出一种线性的洛伦兹力磁悬浮织针驱动系统。基于已有驱动系统实验平台,首先对系统的电磁力输出进行了测试,得出电磁力输出与线圈电流呈线性关系且与线圈所在磁场位置无关;其次设计了系统自适应鲁棒滑模控制器并进行实验,在该控制下织针0.6 s达到稳态且过程无超调量产生,系统具有较好的扰动抑制能力,且稳态误差保持在±15μm之间;最后将自适应鲁棒滑模控制与比例积分微分(PID)闭环反馈控制的实验结果进行对比分析。实验结果表明,洛伦兹力磁悬浮织针驱动系统为线性系统,且线性度较高,自适应鲁棒滑模控制系统具有较好的控制效果,且与PID控制相比在提高响应速度、控制超调量与抗干扰方面具有明显优势。 展开更多

关键词 针织机械 磁悬浮 滑模控制 洛伦兹力 织针驱动系统

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电磁阵列式织针驱动结构研究与仿真 被引量：1

4

作者 张成俊 游良风 +2 位作者 左小艳 吴晓光 周向阳 《针织工业》 北大核心 2019年第5期1-5,共5页

介绍传统电脑横机的织针驱动结构、织针磁悬浮驱动结构、新型电磁铁阵列驱动结构的基本原理。针对传统针织横机编织原理存在振动大、能耗高的缺陷,在单磁铁-织针结构的基础上,设计一种新型电磁阵列式织针驱动机构。根据电磁理论分析,建... 介绍传统电脑横机的织针驱动结构、织针磁悬浮驱动结构、新型电磁铁阵列驱动结构的基本原理。针对传统针织横机编织原理存在振动大、能耗高的缺陷,在单磁铁-织针结构的基础上,设计一种新型电磁阵列式织针驱动机构。根据电磁理论分析,建立永磁织针的空间受力模型,推导出电磁线圈阵列作用下空间任意点的磁感应强度数学表达式,并利用Ansys Maxwell电磁仿真软件,仿真电磁铁阵列在水平移动过程中永磁织针轴向受力的变化规律。该研究可为电磁阵列式永磁织针驱动方法和电流参数设置提供理论参考,为新型横机的设计与制造奠定理论基础。 展开更多

关键词 电脑横机 织针驱动 电磁铁阵列 永磁织针 驱动磁力 仿真分析

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磁悬浮式驱动织针的关键技术与试验模型 被引量：14

5

作者 吴晓光 张弛 +2 位作者 朱里 张成俊 付军 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期129-135,共7页

为解决传统织针机械编织效率过低,能耗较高的问题,基于提花圆机技术,提出新的磁悬浮式驱动织针原理。通过对磁悬浮驱动织针运动轨迹的分析及仿真,得出织针运动的位移、速度以及加速度曲线,并通过对系统建模,得到电磁、永磁织针之间的作... 为解决传统织针机械编织效率过低,能耗较高的问题,基于提花圆机技术,提出新的磁悬浮式驱动织针原理。通过对磁悬浮驱动织针运动轨迹的分析及仿真,得出织针运动的位移、速度以及加速度曲线,并通过对系统建模,得到电磁、永磁织针之间的作用力关系。设计并完善驱动装置,以E24针织提花机为研究对象,验证磁悬浮驱动织针装置的编织效果。实验证明,基于新型磁悬浮方式织针编织,其编织效率比传统方式提高近15%左右,同时编织工艺和轨迹得到优化。 展开更多

关键词 磁悬浮式驱动织针 选针技术 编织机构 试验模型

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磁悬浮式驱动织针的原理及结构设计 被引量：8

6

作者 吴晓光 黄振 +3 位作者 朱里 李爽 郭超 宋小宁 《针织工业》 北大核心 2012年第6期10-13,72,共4页

在传统的针织机选针提花原理基础上,提出了电磁—永磁悬浮的新型悬浮织针模式,并将其引入选针机构,提出了轴向磁悬浮式织针驱动理论。该理论的核心是将电磁力直接作用在织针上,从而实现了从传统的多级传动到零传动模式的织针驱动原理。... 在传统的针织机选针提花原理基础上,提出了电磁—永磁悬浮的新型悬浮织针模式,并将其引入选针机构,提出了轴向磁悬浮式织针驱动理论。该理论的核心是将电磁力直接作用在织针上,从而实现了从传统的多级传动到零传动模式的织针驱动原理。详细论述磁悬浮式织针模型运动分析和磁悬浮式织针装置结构设计,为进一步研究新型针织机的选针驱动原理提出一种参考。 展开更多

关键词 提花圆纬机 磁悬浮 驱动织针 受力分析 原理设计 织针结构

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磁悬浮式驱动织针热传导的研究与分析 被引量：6

7

作者 吴晓光 张弛 +3 位作者 朱里 武玉琴 宋小宁 王长虎 《针织工业》 北大核心 2012年第12期7-10,72,共4页

针对磁悬浮式驱动织针运动过程中温度变化导致的散热问题,从摩擦热流生成、温度场与应力场的数值计算等方面提出织针滑动摩擦的分析方法,揭示磁悬浮式驱动织针发生热失效的机理。以ANSYS14.0有限元分析软件为仿真平台,建立织针装置的参... 针对磁悬浮式驱动织针运动过程中温度变化导致的散热问题,从摩擦热流生成、温度场与应力场的数值计算等方面提出织针滑动摩擦的分析方法,揭示磁悬浮式驱动织针发生热失效的机理。以ANSYS14.0有限元分析软件为仿真平台,建立织针装置的参数化模型,分析织针在成圈、集圈及浮线3种运动过程中的瞬态温度分布和应力分布。结果表明:3种运动状态刚完成时瞬态的最低温度分别为13℃、17℃、18℃,最高温度分别为46℃、59℃、63℃,满足织针材料对温度的要求;织针最大应力在x方向为3.12×10-4MPa,表现为压应力,满足织针材料对强度的要求;可为磁悬浮织针选材和结构设计提供参考。 展开更多

关键词 磁悬浮驱动织针 摩擦热分析 织针运动 ANSYS14 0 有限元分析

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磁悬浮驱动织针受力模型与磁力耦合研究 被引量：2

8

作者 吴晓光 张弛 +3 位作者 袁博 朱里 孔令学 万道玉 《针织工业》 2017年第1期13-17,共5页

基于磁悬浮式驱动织针编织原理,建立磁悬浮式驱动织针的力学模型。针对多织针高速编织模式下磁力分布模型及热应力场等多物理场耦合作用对织针的影响,基于安培环路定律,建立电磁力与气隙之间的关系曲线,运用Ansys有限元软件,分析织针的... 基于磁悬浮式驱动织针编织原理,建立磁悬浮式驱动织针的力学模型。针对多织针高速编织模式下磁力分布模型及热应力场等多物理场耦合作用对织针的影响,基于安培环路定律,建立电磁力与气隙之间的关系曲线,运用Ansys有限元软件,分析织针的应力、应变对编织工艺的影响。结果表明,多织针磁力分布模型中,磁悬浮织针的针筒高度设计为16 mm时,磁场的屏蔽效果最佳,为后续开展磁悬浮驱动织针实践应用提供技术支持。 展开更多

关键词 磁悬浮式 驱动织针 磁力耦合 轴向悬浮 受力模型

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磁悬浮式驱动织针电磁力研究及线圈轮廓优化 被引量：4

9

作者 万道玉 吴晓光 +2 位作者 张弛 刘洋 孔令学 《针织工业》 2017年第8期9-12,共4页

基于磁悬浮式驱动织针编织原理,建立永磁体外磁场模型及永磁织针磁力模型。针对织针轴向运动时磁场分布及磁力对织针的影响,基于磁力驱动原理、磁源性质及线圈轮廓变化下永磁织针驱动的特点,建立永磁织针轴向受力与轴向位移的关系曲线... 基于磁悬浮式驱动织针编织原理,建立永磁体外磁场模型及永磁织针磁力模型。针对织针轴向运动时磁场分布及磁力对织针的影响,基于磁力驱动原理、磁源性质及线圈轮廓变化下永磁织针驱动的特点,建立永磁织针轴向受力与轴向位移的关系曲线和线圈轮廓与永磁织针受力的内在联系,运用Ansys Maxwell仿真软件,分析电磁线圈截面轮廓变化对织针电磁力与轴向位移曲线的影响,优化线圈轮廓。结果表明,改变线圈轮廓外形可构建出平缓的电磁力-轴向位移曲线。 展开更多

关键词 磁悬浮式 驱动织针 电磁力模型 电磁线圈轮廓 仿真分析

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提高纬编织物生产速度的一种新理论—悬浮式驱动织针理论 被引量：3

10

作者 罗有全 《针织工业》 北大核心 1992年第5期4-8,共5页

回顾针织技术发展的历史,人们普遍认为在纬编技术的发展中,驱动织针的方式方法是提高纬编织物生产速度的一个关键,因为它在历史上的每次突破均给针织生产带来一次飞跃。从手工到机械是个突破,七十年代初美国学者提出的曲线三角理论也是... 回顾针织技术发展的历史,人们普遍认为在纬编技术的发展中,驱动织针的方式方法是提高纬编织物生产速度的一个关键,因为它在历史上的每次突破均给针织生产带来一次飞跃。从手工到机械是个突破,七十年代初美国学者提出的曲线三角理论也是个突破,它使机器速度大大提高,产量增加了二倍以上。现在曲线三角的机器速度趋于饱和, 展开更多

关键词 针织 纬编 速度 驱动织针 悬浮式

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悬浮式驱动织针系统的高效编织模式研究 被引量：2

11

作者 朱里 吴晓光 +1 位作者 孙盼 张弛 《针织工业》 北大核心 2019年第7期17-21,共5页

基于课题组前期开展的悬浮式驱动织针理论及织针动态特性研究以及悬浮式驱动系统,为了大幅度提高编织效率,降低针织机能耗,深入研究悬浮式织针的运动机理,分析织针的最高工作频率及高效工作模式,以实现传统机械编织工艺的彻底取代。从... 基于课题组前期开展的悬浮式驱动织针理论及织针动态特性研究以及悬浮式驱动系统,为了大幅度提高编织效率,降低针织机能耗,深入研究悬浮式织针的运动机理,分析织针的最高工作频率及高效工作模式,以实现传统机械编织工艺的彻底取代。从运动模型和工作频率上分析悬浮式织针3功位工作,测量悬浮式织针的工作频率,给出各种电磁激励下织针运动的机械频率,测试最高激励频率下织针的机械运动,计算针织提花圆机的悬浮编织效率。结果表明,在电磁-永磁混合驱动模型下,悬浮织针3功位高速编织,编织效率可达18.500Hz,比传统机械编织工艺提高一倍以上,完全可以取代传统顶针机械编织工艺。 展开更多

关键词 悬浮式驱动织针 永磁-电磁混合驱动 电子激励 3功位机械频率 永磁织针 织针运动轨迹 编织模式

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基于STM32的磁悬浮织针无线测距采集系统 被引量：2

12

作者 尹文姝 张成俊 +1 位作者 左小艳 周向阳 《针织工业》 北大核心 2023年第3期11-15,共5页

针对磁悬浮织针驱动模型中磁悬浮织针轴向水平位移参数,设计一种基于STM32的磁悬浮织针编织运动位移测量的无线传输系统。使用ATK-ESP8266无线模块,STM32ZET6为核心控制芯片实现磁悬浮测距无线传输功能。系统采用HG-C1050测距仪结合ADS8... 针对磁悬浮织针驱动模型中磁悬浮织针轴向水平位移参数,设计一种基于STM32的磁悬浮织针编织运动位移测量的无线传输系统。使用ATK-ESP8266无线模块,STM32ZET6为核心控制芯片实现磁悬浮测距无线传输功能。系统采用HG-C1050测距仪结合ADS8344对磁悬浮织针位移数据采样,Wifi模块的TCP透传方式无线传输数据给计算机端,基于QT自主开发框架设计完成位移实时监测软件。结果表明:利用TCP透传可实现计算机端磁悬浮织针驱动仿真系统与测距仪间通讯,高效且精准获取磁悬浮织针编织中位移测量数据,降低无线采集成本并解决传统串口传输系统在疫情条件下的空间局限性。 展开更多

关键词 针织设备 织针 磁悬浮织针驱动 STM32 位移实时采集 TCP透传 QT 无线传输系统

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高速磁悬浮式织针工作平台架构及实践

13

作者 朱里 吴晓光 张弛 《针织工业》 2016年第8期32-36,共5页

结合新型磁悬浮驱动织针理论及模型,针对磁悬浮驱动机理及各种模型,设计实际应用的磁悬浮式织针驱动实践平台。基于模拟开关芯片和功放芯片架构驱动电路,设计在一个周期内的电流正反向驱动电路。结果表明,基于双通道的模拟开关芯片能驱... 结合新型磁悬浮驱动织针理论及模型,针对磁悬浮驱动机理及各种模型,设计实际应用的磁悬浮式织针驱动实践平台。基于模拟开关芯片和功放芯片架构驱动电路,设计在一个周期内的电流正反向驱动电路。结果表明,基于双通道的模拟开关芯片能驱动磁悬浮式织针,在一个周期内实现织针的高速成圈和浮线功位,织针高速编织往复动作可达到近20 Hz,同时输出驱动波形任意可调,可广泛应用于其他电路设计中。 展开更多

关键词 磁悬浮驱动织针 工作平台 驱动电路设计 三功位选针

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