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人工肾脏泵用磁悬浮轴承设计与磁力特性分析
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作者 金俊杰 王岩峰 +4 位作者 徐程程 陆文轩 张晓友 孙凤 徐方超 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期795-803,共9页
代替透析膜的持续离心分离新方法提高了依赖血液透析治疗的肾脏病患者生活质量,随之,人工肾脏泵的研究被很多学者关注.但传统人工肾脏泵采用滚动轴承进行支撑,存在溶血高、血栓率高等问题,为此,本文利用磁悬浮轴承的非接触、无润滑、高... 代替透析膜的持续离心分离新方法提高了依赖血液透析治疗的肾脏病患者生活质量,随之,人工肾脏泵的研究被很多学者关注.但传统人工肾脏泵采用滚动轴承进行支撑,存在溶血高、血栓率高等问题,为此,本文利用磁悬浮轴承的非接触、无润滑、高转速等优点,研发了一种应用于人工肾脏泵的结构紧凑且节能的单自由度控制型磁悬浮轴承.利用有限元分析软件进行仿真,探索径向被动控制部分和轴向主动控制部分的设计参数,并对总体进行仿真验证,进而对磁悬浮轴承进行结构性能评估.结果表明:仿真与实验的径向位移刚度系数分别为47.432 N/mm和49.531 N/mm,轴向电流刚度系数分别为0.144 N/AT和0.135 N/AT,轴向位移刚度系数为223.071 N/mm,满足该磁悬浮轴承的五自由度稳定悬浮要求;所设计的磁悬浮轴承简化了系统结构,减小了控制难度以及降低了系统功耗. 展开更多
关键词 人工肾脏泵 单自由度 磁悬浮轴承 有限元分析
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微重力环境的混合悬浮模拟及其熔炼加工应用
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作者 朱尧舜 魏强 +3 位作者 刘月 杨亚伟 候恒博 席振华 《航天器环境工程》 CSCD 2024年第6期751-759,共9页
为解决单一悬浮法在模拟微重力环境时样品不稳定的问题,提出一种气悬浮结合超声驻波悬浮的混合悬浮系统。该系统利用气浮支撑力抵消竖直方向上的重力作用,通过超声驻波场的声辐射压力维持样品在垂直于重力方向上的稳定。通过有限元分析... 为解决单一悬浮法在模拟微重力环境时样品不稳定的问题,提出一种气悬浮结合超声驻波悬浮的混合悬浮系统。该系统利用气浮支撑力抵消竖直方向上的重力作用,通过超声驻波场的声辐射压力维持样品在垂直于重力方向上的稳定。通过有限元分析法研究系统关键构件的结构参数对轴向气浮支撑力和超声驻波场中最大声压的影响,结果发现:锥角扩散型喷嘴提供的轴向气浮支撑力随球喉直径比的增大而减小,随喷嘴扩散角的增大先迅速增强后趋于稳定;超声驻波场的最大声压随反射端直径和凹球面半径的增大先升高后降低。混合悬浮下的熔炼加工实验表明,该系统能够较好维持样品悬浮状态下的稳定性。 展开更多
关键词 微重力 气悬浮 超声驻波悬浮 混合悬浮 有限元分析
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汽车排气消声器的三维声学性能分析 被引量:37
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作者 葛蕴珊 张宏波 +3 位作者 宋艳冗 谭建伟 张学敏 韩秀坤 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第1期51-55,63,共6页
在利用三维有限元法研究简单结构的消声器的声学消声性能基础上,对于复杂结构的消声器进行了声学性能预测。数值仿真结果和试验结果的良好吻合表明,三维有限元法适合于研究消声器的声学消声性能,具有相当高的精度。同时利用消声器内部... 在利用三维有限元法研究简单结构的消声器的声学消声性能基础上,对于复杂结构的消声器进行了声学性能预测。数值仿真结果和试验结果的良好吻合表明,三维有限元法适合于研究消声器的声学消声性能,具有相当高的精度。同时利用消声器内部的压力云图研究消声器结构对于声波传播的影响,并且应用三维有限元法进一步研究了穿孔率和穿孔管长度对于复杂结构的汽车排气消声器的声学消声性能的影响。 展开更多
关键词 噪声 三维有限元分析 汽车排气消声器 声学性能
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高速磁悬浮列车电磁场的模拟计算 被引量:10
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作者 陈棣湘 潘孟春 +2 位作者 罗飞路 田武刚 胡媛媛 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期76-78,共3页
采用有限元法研究了高速磁悬浮列车的悬浮和推进电磁场,重点研究了车辆在不同运行条件下悬浮力和推力的变化规律,并得出了经验公式。分析和计算结果表明,悬浮力和推力的大小与功角有关,并且由于定子齿槽和材料不连续的影响,悬浮力和推... 采用有限元法研究了高速磁悬浮列车的悬浮和推进电磁场,重点研究了车辆在不同运行条件下悬浮力和推力的变化规律,并得出了经验公式。分析和计算结果表明,悬浮力和推力的大小与功角有关,并且由于定子齿槽和材料不连续的影响,悬浮力和推力都存在六倍频的波动。 展开更多
关键词 磁悬浮列车 直线同步电机 电磁场分析 有限元法 模拟计算
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单轴式声悬浮的实验研究及数值模拟分析 被引量:2
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作者 冯大圣 焦锋 +2 位作者 陈娟 王应彪 杜宝玉 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期152-154,共3页
采用自行研制的单轴式声悬浮装置,实现了密度为7.9g/cm3的钢球的稳定悬浮。采用有限元方法对两种不同形状谐振腔的声场进行了数值计算和模拟,结果表明采用凹球面形反射面能有效提高悬浮性能;同时解释了实验过程中小球沿凹球面壁运动的现... 采用自行研制的单轴式声悬浮装置,实现了密度为7.9g/cm3的钢球的稳定悬浮。采用有限元方法对两种不同形状谐振腔的声场进行了数值计算和模拟,结果表明采用凹球面形反射面能有效提高悬浮性能;同时解释了实验过程中小球沿凹球面壁运动的现象,对进一步研究声悬浮装置结构对悬浮性能的影响有一定的借鉴意义。 展开更多
关键词 声悬浮 悬浮性能 有限元分析
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低频超声二次雾化喷头声悬浮过程仿真 被引量:3
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作者 高建民 李扬波 《排灌机械工程学报》 EI 2011年第1期50-53,共4页
为研究声悬浮的悬浮机理,以对喷头二次雾化提供理论依据,进行设计指导,采用有限元数值分析的方法,建立了整个声悬浮系统的三维有限元模型;喷头的端面振动频率为28 kHz,振幅为5μm;在声固耦合有限元理论的基础上,利用显式动力学软件LS-D... 为研究声悬浮的悬浮机理,以对喷头二次雾化提供理论依据,进行设计指导,采用有限元数值分析的方法,建立了整个声悬浮系统的三维有限元模型;喷头的端面振动频率为28 kHz,振幅为5μm;在声固耦合有限元理论的基础上,利用显式动力学软件LS-DYNA对其进行了求解;对金属球在悬浮过程中的运动状态进行了分析,得到了金属球质心上下运动随时间的位移、速度、加速度曲线图和金属球绕质心转动的角速度、角加速度图.计算结果表明:当低频超声二次雾化喷头振动时,喷头周围的声场分布很不均匀;喷头振动产生的声场辐射力能够将金属球悬浮起来做上下运动,并且金属球在上下运动的同时还发生了绕质心的旋转;通过仿真计算获得了悬浮球在悬浮过程中的各动力学参数,为喷头的设计提供了参考数据. 展开更多
关键词 声悬浮 超声雾化 有限元仿真 声固耦合 数值分析
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抗性消声器声学性能的有限元分析 被引量:6
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作者 李健 郑忠才 +1 位作者 高岩 张坤金 《内燃机与动力装置》 2008年第4期31-34,41,共5页
本文应用有限元法对抗性消声器内部声场进行了有限元分析。建立了抗性消声器声场有限元分析模型,通过加载、求解以及后处理等对消声器内部声场进行计算分析,获得消声器内部声压级和压力分布情况。通过分析结果可以直观地获取消声器进出... 本文应用有限元法对抗性消声器内部声场进行了有限元分析。建立了抗性消声器声场有限元分析模型,通过加载、求解以及后处理等对消声器内部声场进行计算分析,获得消声器内部声压级和压力分布情况。通过分析结果可以直观地获取消声器进出管的长度、内插管的长度和直径大小以及穿孔板孔径大小对消声器传递损失和消声性能影响,为消声器的优化设计提供可靠的依据。 展开更多
关键词 抗性消声器 声学性能 有限元分析
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中低速磁浮列车U形电磁铁的电磁力特性分析 被引量:10
8
作者 李云强 林国斌 廖志明 《铁道标准设计》 北大核心 2019年第8期52-57,共6页
由于中低速磁浮列车车体携带较重的初级线圈,影响了列车载客能力和牵引动力,为了提高中低速磁浮车的运载能力,必须提高U形磁铁的悬浮和导向能力。以国内已经开通运营的2条中低速磁浮试验线中U形电磁铁基本结构参数为例,建立U形电磁铁的3... 由于中低速磁浮列车车体携带较重的初级线圈,影响了列车载客能力和牵引动力,为了提高中低速磁浮车的运载能力,必须提高U形磁铁的悬浮和导向能力。以国内已经开通运营的2条中低速磁浮试验线中U形电磁铁基本结构参数为例,建立U形电磁铁的3D有限元仿真,根据电磁力仿真结果,分析得到影响电磁力特性的主要结构参数为铁芯长度、磁极宽度、线圈厚度和励磁电流等,根据仿真计算结果,总结上述参数对电磁力特性的基本规律。根据主要结构参数的作用规律,更新了原来参数设计值,仿真结果验证了上述规律的正确性和新参数值的合理性。 展开更多
关键词 中低速磁浮列车 U形电磁铁 悬浮力 导向力 特性分析
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磁悬浮电机转子加强环设计及工艺研究 被引量:1
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作者 张旭坡 李勇 +1 位作者 肖军 邓智泉 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2006年第4期33-37,共5页
针对某型号磁悬浮永磁电机转子磁环胶接强度不能满足工作要求的问题,提出采用M46 J/L1000复合材料缠绕加强环的保护设计方案,根据工艺实验结果,利用有限元分析软件MSC.Patran/Nastran对该结构进行应力和形变分析,并确定了合适的成形工... 针对某型号磁悬浮永磁电机转子磁环胶接强度不能满足工作要求的问题,提出采用M46 J/L1000复合材料缠绕加强环的保护设计方案,根据工艺实验结果,利用有限元分析软件MSC.Patran/Nastran对该结构进行应力和形变分析,并确定了合适的成形工艺参数,完成了转子加强环试验件的制作。结果表明:M46 J/L1000复合材料体系满足材料组分要求,缠绕复合材料加强环结构满足磁悬浮电机转子在72 000r/m in高速转动时强度和变形要求。 展开更多
关键词 磁悬浮电机 复合材料 纤维缠绕 有限元分析
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基于抗磁悬浮的电磁感应式气流能量采集器 被引量:2
10
作者 巩启 聂惠娟 苏宇锋 《微纳电子技术》 北大核心 2020年第2期130-135,共6页
提出了一种基于抗磁悬浮技术的气流能量采集器,其由提升磁体、上热解石墨板、永磁体转子、针孔喷嘴和下热解石墨板构成。利用有限元软件COMSOL对能量采集器的磁场和流场进行模拟分析,同时使用ANSYS对线圈中的感应电压进行模拟分析,对所... 提出了一种基于抗磁悬浮技术的气流能量采集器,其由提升磁体、上热解石墨板、永磁体转子、针孔喷嘴和下热解石墨板构成。利用有限元软件COMSOL对能量采集器的磁场和流场进行模拟分析,同时使用ANSYS对线圈中的感应电压进行模拟分析,对所提出的气流能量采集器的悬浮特性、旋转特性和输出特性加以研究。实验中由于永磁铁转子受到重力和提升磁体施加在转子的磁吸引力以及热解石墨板的抗磁力,永磁铁转子受力平衡并自由悬浮于两个热解石墨板中间,在两个水平对称布置的喷嘴气流作用下旋转。通过理论分析,模拟和实验研究了能量采集器的输出特性,输出电压与能量采集器的气流之间的关系是二次函数,输出电压与转子转速之间的关系是线性函数。结果表明,当气体体积流量为2748 cm3/min时,能量采集器的最大输出电压为3 V,最大输出功率为55.8 mW,悬浮转子最大转速可达20000 r/min。当气体体积流量达到质量流量控制器的最大值时,能量采集器的输出电压仍然根据二次函数的趋势上升。由于实验中质量流量控制器的量程限制,此时的最大输出电压并不是气流能量采集器的输出电压上限。通过降低气流能量采集器各部件之间的机械摩擦,能够有效收集气流能量。 展开更多
关键词 能量采集器 抗磁悬浮 永磁铁转子 气流驱动 有限元分析(FEA)
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车载超导磁体长度对电动悬浮列车悬浮特性的影响 被引量:1
11
作者 吴定鼎 黄欢 +3 位作者 袁宇航 郑珺 蔡成标 邓自刚 《机车电传动》 北大核心 2022年第4期9-16,共8页
超导电动悬浮是磁浮技术的发展方向之一。为进一步研究超导电动悬浮系统的悬浮特性,文章以山梨试验线超导电动悬浮列车为研究对象,建立了单侧车载磁体-零磁通线圈的三维瞬态仿真模型。首先根据公布的测试数据验证了模型的准确性,随后用... 超导电动悬浮是磁浮技术的发展方向之一。为进一步研究超导电动悬浮系统的悬浮特性,文章以山梨试验线超导电动悬浮列车为研究对象,建立了单侧车载磁体-零磁通线圈的三维瞬态仿真模型。首先根据公布的测试数据验证了模型的准确性,随后用该模型研究了超导磁体长度对列车悬浮力的影响,最后分析了长度优化后的超导磁体在不同速度、不同垂向位移和不同横向位移下的悬浮力特性,重点分析了悬浮力的波动情况。研究结果表明,仿真结果与试验线公布的测试数据接近程度良好,误差在10%以内,验证了此仿真模型的准确性;同时超导磁体的长度对列车的浮阻比影响很小,悬浮力均值随超导磁体长度增加而线性增加;悬浮力在线圈长度为1 110 mm时波动幅值和波动系数都最小;速度越高,悬浮力的波动系数越小,在500 km/h时,垂向位移和一定范围内的横向位移对悬浮力波动系数影响不大。本文研究成果可为电动悬浮车辆的动力学性能优化提供参考。 展开更多
关键词 超导电动悬浮 超导磁体 有限元分析 电磁仿真 悬浮力 尺寸优化
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虚拟轨道列车侧墙结构声学优化设计 被引量:2
12
作者 付辰辰 姚丹 +3 位作者 杨益 齐玉文 肖新标 金学松 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期4197-4205,共9页
基于有限元−统计能量分析方法(finite element-statistical energy analysis,FE-SEA)和周期结构理论,提出虚拟轨道列车车体结构的声学优化设计方法。首先,基于FE-SEA法对虚拟轨道列车侧墙结构进行声振特性分析;然后,基于周期结构理论建... 基于有限元−统计能量分析方法(finite element-statistical energy analysis,FE-SEA)和周期结构理论,提出虚拟轨道列车车体结构的声学优化设计方法。首先,基于FE-SEA法对虚拟轨道列车侧墙结构进行声振特性分析;然后,基于周期结构理论建立侧墙结构的声振特性优化模型,结合自适应模拟退火算法(adaptive simulated annealing,ASA),对侧墙结构进行多目标参数优化设计;最后,根据多目标参数优化设计的结果,替换侧墙结构的几何参数并建立其声振特性预测模型,验证声学优化效果。研究结果表明:提出的车体结构声学优化设计方法可有效用于轻量化约束下的虚拟轨道列车车体结构声学优化设计。优化后侧墙结构的质量降低25.9%,计权隔声量提高1.0 dB,总辐射声功率级降低1.7 dB。车体结构的声学性能得到改善的同时,刚度变化也很小。 展开更多
关键词 虚拟轨道列车 侧墙结构 有限元−统计能量分析方法(FE-SEA) 周期结构 多目标参数优化 隔声 声学性能
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轨道交通驾驶室地板声学优化设计 被引量:4
13
作者 尹晶 葛剑敏 《噪声与振动控制》 CSCD 2017年第5期71-74,共4页
针对某轨道交通驾驶室内噪声水平较高的问题,建立驾驶室车体声固耦合有限元模型;建立地板结构有限元模型并进行隔声量仿真计算,与地板样件实测值对比,验证有限元模型中地板结构仿真的有效性;进一步建立驾驶室车体声固耦合有限元模型并... 针对某轨道交通驾驶室内噪声水平较高的问题,建立驾驶室车体声固耦合有限元模型;建立地板结构有限元模型并进行隔声量仿真计算,与地板样件实测值对比,验证有限元模型中地板结构仿真的有效性;进一步建立驾驶室车体声固耦合有限元模型并与实测数据对比验证此模型的有效性;通过实测试验优选出新的地板结构设计方案,在建立的有限元模型中应用这一地板设计方案;最后得出结论,优化的地板结构设计方案能够明显改善驾驶室内噪声。 展开更多
关键词 声学 轨道交通 驾驶室 隔声量 有限元分析 声学优化
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穿孔管消声器消声性能的有限元计算及分析 被引量:23
14
作者 康钟绪 季振林 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2005年第5期18-20,共3页
使用有限元法计算穿孔管消声器的传递损失,并与实验测量结果进行了比较,二者吻合良好。穿孔率 相同而孔径不同的两个穿孔管消声器的传递损失与具有相同直径和长度的简单膨胀腔消声器的传递损失比较表 明,穿孔管对消声器的低频性能影响较... 使用有限元法计算穿孔管消声器的传递损失,并与实验测量结果进行了比较,二者吻合良好。穿孔率 相同而孔径不同的两个穿孔管消声器的传递损失与具有相同直径和长度的简单膨胀腔消声器的传递损失比较表 明,穿孔管对消声器的低频性能影响较小,而对中频消声性能影响很大、对高频消声性能影响有限。 展开更多
关键词 声学 穿孔管 消声器 传递损失 有限元法 性能分析
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汽车驱动桥NVH性能分析与优化 被引量:6
15
作者 焦东风 刘志峰 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期240-249,共10页
为实现汽车驱动桥NVH性能的分析与优化,本文中建立了驱动桥NVH性能分析与优化流程及方法,对分析过程中所应用的有限元、振动响应、声学仿真和拓扑优化等方法进行了综合研究,恰当地选取了分析方法、计算方法、分析软件;然后,以某客车在60... 为实现汽车驱动桥NVH性能的分析与优化,本文中建立了驱动桥NVH性能分析与优化流程及方法,对分析过程中所应用的有限元、振动响应、声学仿真和拓扑优化等方法进行了综合研究,恰当地选取了分析方法、计算方法、分析软件;然后,以某客车在60~65 km/h加速行驶工况出现噪声大的问题为例进行分析与优化;最后,对优化后驱动桥进行整车NVH测试,验证了所建立的分析流程及方法的有效性。 展开更多
关键词 汽车驱动桥 NVH性能 有限元分析 振动响应 声学仿真分析 NVH测试
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单模块电磁铁静态悬浮特性研究 被引量:6
16
作者 佟来生 张文跃 +1 位作者 罗华军 李晓春 《电力机车与城轨车辆》 2013年第5期5-10,共6页
为了分析中低速磁浮列车的悬浮性能,文章将两组刚性连接的电磁铁模块视为一个整体模块建立动力学方程,以质心坐标描述单模块电磁铁的运动状态,并通过三维有限元分析和线性插值获得任意电流和悬浮间隙下的悬浮力,基于该动力学方程和三维... 为了分析中低速磁浮列车的悬浮性能,文章将两组刚性连接的电磁铁模块视为一个整体模块建立动力学方程,以质心坐标描述单模块电磁铁的运动状态,并通过三维有限元分析和线性插值获得任意电流和悬浮间隙下的悬浮力,基于该动力学方程和三维有限元分析值建立电磁铁静态悬浮特性仿真模型;与传统的单点悬浮控制模型相比,文章所建模型更符合中低速磁浮列车悬浮电磁铁的实际工作情况,为后续悬浮控制系统的设计和控制参数的计算奠定了一定的基础。 展开更多
关键词 磁浮列车 电磁铁 有限元分析 悬浮特性
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基于三维有限元分析的汽车风道材料降噪方法 被引量:1
17
作者 刘昉 王争论 康伟 《噪声与振动控制》 CSCD 2017年第4期206-208,217,共4页
声波在汽车空调通风道道中主要以平面波成分出现,然而,当声波的波长大于管道截面尺寸时,就会出现高次波成分,采用一维计算方法或二维方法就会出现较大的误差,三维有限元方法能够有效解决计算过程中出现的误差。采用传递函数法在阻抗管中... 声波在汽车空调通风道道中主要以平面波成分出现,然而,当声波的波长大于管道截面尺寸时,就会出现高次波成分,采用一维计算方法或二维方法就会出现较大的误差,三维有限元方法能够有效解决计算过程中出现的误差。采用传递函数法在阻抗管中对PE发泡材料和三种面密度的模压织物平板材料吸声系数进行测试。测试结果表明,闭孔发泡塑料吸声性能最差,模压织物面密度越大,吸声性能越好。以测得的阻抗作为边界条件,采用三维有限元方法,对直管风道样件管口辐射噪声。直管样件测试和仿真分析结果表明,模压织物材料的面密度对隔声性能影响较小,900 gsm模压织物风道比500 gsm和700 gsm改善0.8 d B左右,模压织物比发泡塑料噪声改善3 d B。 展开更多
关键词 声学 汽车空调风道 三维有限元方法 PE发泡材料 模压成型织物 吸声性能
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干涉光谱仪中动镜的磁悬浮支撑磁力解耦方法研究
18
作者 丁超 许孟杰 《舰船电子工程》 2019年第9期183-187,共5页
干涉光谱仪通过动镜的不断运动可以改变光程差,并利用光程差实现定性与定量分析功能,故动镜运动的匀速性以及稳定性对光谱仪的精度和分辨率有着很大的影响。文章采用磁悬浮装置作为动镜的支撑系统,音圈电机作为动镜的驱动系统,并围绕控... 干涉光谱仪通过动镜的不断运动可以改变光程差,并利用光程差实现定性与定量分析功能,故动镜运动的匀速性以及稳定性对光谱仪的精度和分辨率有着很大的影响。文章采用磁悬浮装置作为动镜的支撑系统,音圈电机作为动镜的驱动系统,并围绕控制动镜的两系统之间的耦合问题进行研究。文章设计了利用有限元软件ANSYS Maxwell对处在动镜系统中的磁场进行分析从而对支撑系统和驱动系统的电流进行解耦的方法,通过这种方法可以分别得到控制两个系统的电流。结果证明此方法得到的控制电流能够有效地控制动镜的运动情况,使动镜在运动过程中始终保持匀速性及稳定性。这种高精度与实时性控制的动镜系统满足了干涉光谱仪对动镜所需的要求。 展开更多
关键词 动镜 磁悬浮 音圈电机 解耦 有限元分析
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