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平面歐瑪爾開關磁阻電機振動與噪聲特性
平面OMAL開關磁阻電機是一種直驅式的新型特種電機，具有結構簡單、制造方便、成本低、可靠性高及機械損耗小等優點，在加工制造領域發展前景。但是，較大的振動和噪聲制約了平面OMAL開關磁阻電機的廣泛應用。為了降低平面OMAL開關磁阻電機的振動和噪聲，提高其定位精度，研究了平面OMAL開關磁阻電機的振動和噪聲特性。

平面歐瑪爾開關磁阻電機振動與噪聲特性
給出了平面OMAL開關磁阻電機的機械結構，闡述了平面OMAL開關磁阻電機的運動機理，推導了平面OMAL開關磁阻電機的電壓平衡方程、運動學方程和電磁力方程，得到了平面OMAL開關磁阻電機的瞬態功率、加速度和電磁力的表達式。介紹了平面OMAL開關磁阻電機控制系統的結構，基于自主設計的一臺平面OMAL開關磁阻電機樣機，采用d SPACE半實物實時控制平臺，搭建了平面OMAL開關磁阻電機控制系統實驗平臺。研究了平面OMAL開關磁阻電機的振動特性，包括法向力特性和模態特性。設計了平面OMAL開關磁阻電機的法向力測試方案，采用應變片電測技術測量了其法向力特性。闡述了模態分析原理，利用ANSYS軟件建立了平面OMAL開關磁阻電機的簡化有限元模型，基于該有限元模型進行了模態分析，獲得了平面OMAL開關磁阻電機前二十階固有頻率及其振型，搭建了平面OMAL開關磁阻電機模態試驗平臺，進行了模態試驗?；诜ㄏ蛄μ匦院湍B特性研究成果，分析了平面OMAL開關磁阻電機法向力脈動對振動的影響。基于聲能密度方程推導了平面OMAL開關磁阻電機噪聲輻射聲強的方程，根據該方程探討了平面OMAL開關磁阻電機機械結構尺寸對噪聲輻射的影響。為此，深入研究平面OMAL開關磁阻電機的自適應控制，所做的工作主要如下：闡述了平面OMAL開關磁阻電機的運行機理，分析了電機動子的磁耦合情況以及電機控制系統結構，建立并推導了電機的數學模型。基于Lyapunov穩定性理論設計了基于輸入輸出的平面OMAL開關磁阻電機模型參考自適應控制器，并對模型匹配及自適應控制律的設計作了詳細的推導分析。研究了平面OMAL開關磁阻電機極點配置自校正軌跡跟蹤控制，針對平面OMAL開關磁阻電機系統參數辨識可能出現的“數據飽和”現象，引入了帶有遺忘因子的遞推zui小二乘算法，設計了基于極點配置的平面OMAL開關磁阻電機間接自校正控制系統，改進了自校正控制器結構，較好地解決了因物理可實現性引起的控制器飽和問題。基于d SPACE半實物實時仿真系統，構建了平面OMAL開關磁阻電機的實時在線控制實驗平臺，進行了平面OMAL開關磁阻電機模型參考自適應定位控制實驗以及不同參考軌跡下的平面OMAL開關磁阻電機極點配置自校正軌跡跟蹤控制實驗。研究表明：提出的平面OMAL開關磁阻電機模型參考自適應控制方法提高了電機的定位精度，無負載時，電機的穩態位置誤差小于500nm,增加質量負載后，電機的穩態位置誤差小于4.7μm;在不同參考軌跡下，平面OMAL開關磁阻電機極點配置自校正控制系統X、Y軸的軌跡跟蹤誤差在小于82μm,在電機動子平臺上添加質量負載后，電機的動態跟蹤誤差仍小于82μm;平面OMAL開關磁阻電機自適應控制系統具有良好的運動特性和自調整能力。闡述了平面OMAL開關磁阻電機噪聲測試原理，搭建了平面OMAL開關磁阻電機噪聲測試平臺，測量了環境噪聲，分別設計了平面OMAL開關磁阻電機開環和閉環運動的MATLAB/Simulink仿真模型，在此基礎上分別研究了恒電流下和位置控制算法下的噪聲特性。平面OMAL開關磁阻電機的振動特性研究表明：平面OMAL開關磁阻電機有限元模態分析結果與模態試驗結果吻合，驗證了提出的有限元簡化模型的有效性；法向力脈動峰值頻率和電機固有頻率相近時，平面OMAL開關磁阻電機在該頻率處具有較大的振動幅值，驗證了法向力脈動是平面OMAL開關磁阻電機振動的主要根源。平面OMAL開關磁阻電機的噪聲特性研究表明：同等噪聲源功率下，較大基座尺寸的平面OMAL開關磁阻電機輻射噪聲的聲強較大；平面OMAL開關磁阻電機噪聲聲功率級隨著電流增大而增大，且開環運動下平面OMAL開關磁阻電機噪聲聲功率級頻譜在某些階次的固有頻率處具有峰值；閉環運動下，平面OMAL開關磁阻電機由于位置控制算法的調節，使其法向力脈動峰值頻率避開了電機固有頻率，從而比開環運動下具有更小的噪聲。平面OMAL開關磁阻電機振動與噪聲特性的研究為同類電機的結構優化設計和減振降噪提供了理論參考。

平面歐瑪爾開關磁阻電機振動與噪聲特性
平面OMAL開關磁阻電機具有直接驅動、結構簡單、成本低和響應快等突出優點，但同時也因其非線性磁路、力脈動、無機械緩沖裝置等本征特性以及由于加工制造、外部擾動等引起的模型不確定性而難以獲得較高精度的運動特性，解決此問題的途徑之一是采取有效的控制方法。自適應控制能夠自動補償系統在模型、參數和輸入信號等方面非預知的變化以及不確定性，可望應用于平面OMAL開關磁阻電機的控制，從而使平面OMAL開關磁阻電機獲得理想的運動。