磁力轴承转子系统的Hopf分叉

研究ＰＤ控制器作用下的分散控制型磁力轴承转子系统，结果表明：磁力的非线性是引起系统自激振动的原因之一。通过研究两种非共振情况下的Ｈｏｐｆ分叉，分析了系统参数对自激振动的影响，给出条件稳定准则，还得到了共振情况下的系统响应方程。     

高速电机转子临界转速计算与振动模态分析

采用3D有限元方法,计算磁力轴承转子系统临界转速并分析振动模态,利用磁悬浮转子系统自身悬浮特性进行激振实验,确定有限元模型中磁力轴承支承刚度,有限元法计算的临界转速与转子系统实际运行临界转速相一致.研究表明,磁力轴承刚度对转子临界转速影响很大,可以通过改变磁力轴承刚度和转子材料来调整临界转速;为了避免转子超越弯曲模态的临界转速,转子轴伸长度应控制在安全范围内.     

多盘柔性转子系统的磁轴承刚度和阻尼设计

转子振动主动控制的本质就是通过主动控制力给系统引入附加的刚度及阻尼,以达到减少系统的不平衡响应,使系统稳定的目的。而磁悬浮轴承则是施加这种主动力的理想设备。文章讨论了磁力轴承的附加刚度和阻尼的设计。     

计算机控制磁力轴承──悬浮转子系统的研究（DSP控制器在磁力轴承系统中的应用）

计算机控制磁力轴承——悬浮转子系统是利用计算机对悬浮于两个磁力轴承之间的柔性传轴进行五维实时控制，使径向及轴向的偏移量限制在指定的范围之内．文中，首先概述了目前国内外对该课题的研究情况，继而论述了磁悬浮轴承计算机控制系统的工作原理、总体设计、硬件及软件系统结构等，特别是对快速信息处理技术中的ＤＳＰ应用进行了详述．     

电动助力转向系统稳定性分析

在建立电动助力转向系统数学模型的基础上，对电动助力转向系统的稳定性进行了分析，应用控制理论推导了电动助力转向系统的稳定性判断条件，分析讨论了影响系统稳定性的结构参数等因素，指出了各影响因素的相应解决办法，为电动助力转向系统及控制器的设计与改进提供了有价值的理论依据．研究表明，对于一个设计定型的电动助力转向系统，各机构部件的许多参数很难改变，可以采用改变电子控制单元中助力增益的方法来使系统稳定工作，即在控制器设计中采用较小的助力增益，并通过试验进行了验证．     

无轴承永磁同步电机数控系统设计与实现

综合考虑无轴承永磁同步电机径向悬浮力产生的各种因素，导出了径向悬浮力和转矩数学模型，采用转子磁场定向控制策略，设计了无轴承永磁同步电机解耦控制系统．基于TMS320LF2407 DSP设计了数字控制系统硬件，开发了相应控制软件．研究结果表明：采用转子磁场定向控制策略，实现了无轴承永磁同步电机转矩和径向悬浮力之间解耦控制．研制的数字控制系统参数调整方便，性能参数满足无轴承永磁同步电机控制要求．     

耐久性及永久性叶轮血泵研究的新进展

为了提高血泵的使用寿命，笔者首先研制出一种具有滚动轴承和洗刷系统的耐久性血泵，这种滚动轴承采用耐磨性极好的超高分子量聚乙烯材料做滚子，能使血泵工作数年以上，而洗刷系统通过输液能使轴承一直在生理盐水和肝素中工作，也就不会生成血栓，在此设计基础上，作者发展了叶轮转子能够作轴向颤动的耐久性血泵，转子的轴向颤动使新鲜的血液在血泵的每个搏动周期进行轴承并洗刷转子，轴承对也就不会生成血栓，同时也避免了生理盐水注射的不便，提高了受体的舒适度和生活品质，最后，笔者在永磁磁浮叶轮血泵的研制方面取得了突破，血泵转子在永磁磁力和非磁力共同作用下，能够悬浮在血液中工作，无需位置测量和反馈控制，这种可樾主的，能产生搏动流并具有良好血液相容性的耐久性叶轮血泵将比以往各种血泵具有更好的应用前途，可望在将来取代心脏移植。     

大自由度的转子－滑动轴承系统非线性动力学分析（Ⅱ）

本文以作者提出的关于大自由度的转子－轴承－基础系统的非线性动力学计算方法，详细地考察了转子轴承系统非线性的稳定性问题．其中主要包括：不平衡质量大小和分布对转子轴承系统稳定性的影响；某些转子轴承系统，当其转速高于线性失稳转速时，转子轴心可涡动于一个小的轨迹而不发散的现象之原因的探索；多跨转子轴承系统在不同类别大激励下的动力性态研究等．仿真计算的结果与对比性的实验结果较为吻合     

磁悬浮永磁同步电机转子系统的参数辨识与控制

针对磁悬浮永磁同步电机转子系统在悬浮控制过程中,由于磁力参数不准确从而影响控制器的优化设计甚至破坏系统稳定性的问题,提出一种基于高斯调制函数法的磁力参数辨识方法,并设计滑模控制律对转子的稳态悬浮进行控制。首先,让磁悬浮转子系统在PID控制下闭环稳定,再以多正弦信号激励系统,利用高斯函数作为调制函数,对磁悬浮转子系统连续动力学模型进行数字调制积分,从而建立离散等价参数辨识模型;然后,选择与磁悬浮转子系统频带覆盖范围相匹配的尺度参数构建高斯调制函数,对磁悬浮永磁同步电机实验台的磁力参数进行辨识;最后,依据辨识所得的模型参数设计滑模控制器,实现永磁同步电机转子的稳态悬浮。所提方法避免了对微分信号的直接处理,同时又回避了积分初值问题,能够便捷、有效地辨识磁力参数;所设计的滑模控制器使得磁悬浮转子系统拥有更好的稳态和动态性能。实验结果表明：根据所提方法设计的滑模控制器能够使转子在0.2 s内到达目标位置并保持稳定,其调节时间仅为PID控制的40%。     

转子系统结构动力修改的灵敏度方法

针对复杂的转子－轴承系统，提出了转子－轴承系统结构动力修改的灵敏度方法，以解决满足转子系统固有频率等设计要求的结构动力特性再设计问题。推导了非对称系统的特征灵敏度公式，并采用奇异值分解法求解结构参数修改量．     

应用霍尔传感器测量无源磁浮心脏泵转子位置

无源磁浮叶轮血泵采用一种新颖的、具有径向轴承功能和轴向弹簧功能的永磁轴承，并能结合液动力实现血泵转子稳定悬浮．无源磁浮叶轮血泵不仅保持了旋转血泵的优点，而且消除血泵内机械磨损，减少血栓和溶血的形成．作者利用实验室自制血泵转子位置测量系统，根据霍尔传感器采集的转子位置信息，定性分析了转子位置及流量、进出口压力差对转子悬浮稳定性的影响。实验结果显示：转子在旋转时与定子脱离，且磁浮稳定性不受血泵流量、进出口压差的影响；转子在静止时与定子随机接触．     

电磁轴承－转子系统稳定性分析与控制器参数设计

以多质点离散转子为对象，采用对数衰减率作为指标，判别电磁轴承－转子系统的稳定性；分析讨论了控制器各参数对系统各阶模态对数衰减率及固有频率的影响，由此从稳定性出发来指导控制器的参数设计．所采用的分析方法较过去单质点转子及极点配置法更精确和接近于实际转子系统     

新型高速磨床主轴用磁悬浮轴承的设计

机床中的支承系统是限制主轴转速的首要因素,磁悬浮电磁轴承是实现高速主轴系统的主要支承之一,电磁轴承结构的设计非常复杂,且目前尚没有统一的设计方法。文章在结合电磁铁,电机定、转子的设计方法,并考虑电磁轴承的一些特殊要求的前提下,提出了一种磁悬浮电磁轴承的设计方法与步骤,并进行了样机设计。     

电磁-温度耦合条件下推力磁轴承涡流损耗分析

针对一类以实心推力盘为主要热源的电磁轴承转子系统,研究了电磁-温度耦合条件下从线圈加电到稳定运行整个过程中的电磁场,给出了电磁场涡流损耗的解析计算方法．通过将实例的计算结果与有限元方法及实验结果对比表明,采用该解析计算方法可简单、快捷及准确地解决系统初步设计时的参数选定问题．     

电磁轴承控制系统参数与刚度、阻尼的关系

针对轴承－转子－控制器组成的主动型电磁轴承系统，分析了其控制系统的稳定性，提出了具有实际意义的三种刚度及阻尼定义．计算机辅助分析提供了分析电磁轴承系统动态性能及复刚度的理论依据．所得结果均和一个五自由度控制磁悬浮轴承系统的实验结果相一致．     

A novel permanent magnetic bearing and its anti-wear effect in impeller total artificial heart

A novel permanent magnetic bearing has been developed, which consists of two magnetic rings with differenl dimensions in the same direction of axial magnetization, located concentrically. Because of the effect of magnetic field, the magnetic rings keep a distance axially from each other. If the distance between the two rings changes, a rehabilitalion force is produced to return to the original po-sition. When this distance decreases, a repeiling force will be generated; its component in axial direction can be used as a magnetic spring and its radial component can function as a bearing. With this novel permanent magnetic bearing, an impeller totai artificial beart (TAH) is designed, manufactured and tested. The rotation is driven radially. On the left and right sides of the rotor magnets, two small magnetic rings are fixed onto the rotor, coupling with two big magnetic rings on both sides of the motor coil, to form the magnetic bearings. Hereby the bearings are used for wear reduction rather than rotor l     

永磁磁浮叶轮在血泵内的偏心距测量及分析

为了消除叶轮血泵内的机械磨损、延长血泵的使用寿命，采用了永磁磁浮技术，并利用自制测试系统测量永磁磁浮叶轮在血泵内的位置，数据处理结果表明，血泵流量及转速达到一定值后叶轮便能实现悬浮，而且转速越高、流量越大、气隙越小血泵越稳定，即旋转叶轮的偏心距及振幅越小．此外，还证实两种常用的永磁轴承比作者研制的永磁轴承稳定性差．     

主动磁悬浮推力轴承的状态反馈线性化控制

研究了无预磁化偏流的单边方式主动磁悬浮推力轴承的控制,针对系统的非线性模型,应用状态反馈线性化方法,构造出非线性控制器,使得系统在大范围内精确线性化,然后应用线性系统理论对线性化学系统进行综合。研究表明,系统具有良好的静、动态性能。由于这种单边方式推力轴承的电磁力线圈不需要预磁化偏流,与常规的差动式有预磁化偏流结构的系统相比,系统的功耗大为降低,效率显著提高,而且系统的温升及阻尼均大为减少。     

高速电主轴定转子的气隙变化及影响因素

气隙是电主轴重要的结构参数,不仅直接影响定转子间磁密度分布,而且对定转子之间的对流换热和电主轴温升也有着重要的影响.基于弹性力学理论,分析离心力和热膨胀引起的电主轴定转子径向位移以及由此引起的电主轴定转子气隙变化,对IBAG HF170.4A 20型高速电主轴进行实际计算.结果表明:温升是造成气隙变化的主要因素,而离心力的影响较小;降低转子温升能有效控制气隙变化;电主轴在运行过程中气隙变化量较大,因此为使电主轴设计和计算预测更加合理、更加接近实际,必须考虑电主轴气隙变化的影响.