电磁齿轮自校正系统控制方法研究

论文摘要

本文简述了磁力齿轮的发展历史和现状，说明了电磁齿轮传动的特点、原理、结构以及传动系统。采用虚位移法分析了电磁齿轮传动系统的磁场力，建立出电磁齿轮传动转矩的计算方法。在此基础上，分析了电磁齿轮各参数对其传动过程的影响，以普通的齿轮传动模型为基础建立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了简化和线性化处理。分析了使电磁齿轮传动系统产生不稳定的情况，基于零极点配置自校正控制器原理，针对被控对象—电磁齿轮传动系统设计了一电磁齿轮控制系统，对其参数进行了辨识。在simulink环境中建立了系统仿真模型并得出相应的仿真结果，通过分析比较仿真结果，设计的电磁齿轮控制系统能够极大地改善电磁齿轮传动的动态特性。本文对电磁齿轮传动系统建立了零极点配置自校正控制系统，对电磁齿轮传动系统进行了一定的研究，是一次探索性的工作。

论文目录

• 目录
• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 磁力齿轮国内外研究及应用情况
• 1.2 磁力齿轮的结构及其传动类型
• 1.2.1 磁力齿轮的结构类型
• 1.2.2 磁力齿轮传动方式简介
• 1.3 电磁齿轮的特点
• 1.4 电磁齿轮控制系统研究的意义及内容
• 1.4.1 电磁齿轮控制系统研究的意义
• 1.4.2 本课题的研究内容
• 第二章 电磁齿轮及其传动系统
• 2.1 电磁齿轮的结构及原理
• 2.1.1 电磁齿轮结构
• 2.1.2 电磁齿轮的工作原理
• 2.2 电磁齿轮传动系统
• 2.2.1 电磁齿轮传动系统
• 2.2.2 电磁齿轮传动系统设备介绍
• 第三章 电磁齿轮转矩分析
• 3.1 电磁齿轮电磁力分析
• 3.2 电磁齿轮电磁转矩分析
• 3.2.1 电磁齿轮传动耦合磁场
• 3.2.2 电磁齿轮相对转动耦合磁力矩分析
• 3.3 本章小结
• 第四章 电磁齿轮传动系统模型的建立、分析和简化
• 4.1 电磁齿轮主要参数与转矩关系分析
• 4.1.1 转角与转矩的关系
• 4.1.2 齿轮转速与转矩的关系
• 4.1.3 齿轮气隙与转矩的关系
• 4.1.4 电磁线圈和电流与转矩的关系
• 4.2 从动轮转矩特性分析
• 4.3 电磁齿轮传动稳定性分析
• 4.4 电磁齿轮机构负载线
• 4.5 电磁齿轮传动系统数学模型
• 4.5.1 齿轮传动单自由度模型
• 4.5.2 电磁齿轮传动系统动力学模型研究
• 4.5.3 电磁齿轮电磁转矩的线性化
• 4.5.4 电磁齿轮传动系统数学模型的建立
• 4.6 本章小结
• 第五章 极点配置方法及系统辨识
• 5.1 极点配置方法概述
• 5.2 极点配置自校正调节器
• 5.2.1 基本原理
• 5.2.2 极点配置自校正调节器的算法
• 5.2.3 极—零点配置自校正控制
• 5.3 系统辨识的基本原理
• 5.3.1 被辩识系统的模型
• 5.3.2 系统辩识中的评价准则
• 第六章 电磁齿轮极点配里自校正调节器设计
• 6.1 闭环控制系统
• 6.2 电磁齿轮控制系统极点配置自校正控制器的设计
• 6.2.1 电磁齿轮控制系统的组成及工作原理
• 6.2.2 电磁齿轮的数学模型
• 6.2.3 电磁齿轮传动的参数辨识
• 6.2.4 电磁齿轮控制系统零极点配置自校正控制器的设计
• 6.3 本章小结
• 第七章 基于MATLAB仿真
• 7.1 MATLAB及其工具箱的介绍
• 7.1.1 MATLAB的发展
• 7.1.2 MATLAB控制工具箱简介
• 7.1.3 SIMULINK交互式仿真集成环境
• 7.2 电磁齿轮仿真设计
• 7.3 本章小结
• 第八章 总结与展望
• 8.1 全文工作总结
• 8.2 论文创新点
• 8.3 今后工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录