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题目：
雅宝题库答案：
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雅宝题库解析：
磁悬浮飞轮是高精度高稳定度卫星平台姿态稳定与姿态控制的关键执行机构，它采用磁悬浮轴承替代传统飞轮的机械轴承，消除了飞轮定子与转子的机械接触，无摩擦、微振动、力矩输出精度高。永磁偏置混合磁轴承利用永磁体提供支承力，电磁力提供调节力，克服了现有纯电磁磁轴承功耗大、永磁被动磁轴承刚度低的缺陷，是目前磁轴承研究的重要方向。针对空间用磁悬浮飞轮对磁轴承的要求，提出了单气隙（定转子之间的工作气隙）两自由度径向磁轴承、双气隙两自由度径向磁轴承、单自由度轴向磁轴承以及三自由度轴向磁轴承结构、分析方法以及设计方法，并提出了可实现高精度以及大力矩作用的两种五自由度磁悬浮飞轮，并给出了相应控制系统（传感器、控制器以及功率放大器）的具体实现。论文主要的研究工作及创新如下：1、针对永磁偏置径向混合磁轴承永磁电磁的分配比例题目，考虑永磁电磁以及控制系统的关系，将磁轴承结构参数与控制系统相结合，提出了混合因子的概念，并提出了一种单气隙径向磁轴承结构，解决了现有永磁偏置混合磁轴承存在永磁电磁共磁路的题目，并提出了基于混合因子的永磁偏置径向混合磁轴承设计方法，给出了混合因子的取值范围，实验验证了该方法的正确性。2、由于单气隙永磁偏置径向磁轴承按照单个通道分散控制时，其水平通道与垂直通道存在的磁路耦合题目难以从根本上解决。针对这一题目，根据通道之间的电流关系，提出了两个通道磁路之间耦合度的概念，并提出了一种新型永磁偏置双气隙径向磁轴承结构，采用隔磁体将定子通道之间的磁路断开，利用第二气隙使永磁与电磁磁路在水平与垂直通道各自形成回路，提高了径向磁轴承的控制精度；研究了基于精确三维场与非线性磁网络相结合的磁轴承分析方法及其设计方法，研究结果表明：单气隙径向磁轴承水平通道与垂直通道存在磁路耦合；双气隙结构径向磁轴承可有效降低通道之间的磁路耦合。3、将混合因子的概念应用于永磁偏置轴向磁轴承中，提出了一种永磁偏置单自由度轴向磁轴承结构以及基于混合因子的轴向磁轴承设计方法，该类轴向磁轴承利用永磁体与定子导磁体之间的第二气隙使得电磁磁路形成回路，降低了磁轴承功耗，给出了混合因子的取值范围，实验验证了该方法的正确性。4、针对现有五自由度磁悬浮飞轮利用两个具有一定跨距径向磁轴承进行径向扭动控制而难以满足轴向尺寸小的题目，提出了一种能够提供轴向平动和径向扭动控制的三自由度轴向磁轴承结构，使得飞轮系统仅需一个径向磁轴承提供径向平动，减小了飞轮轴向尺寸，提高了飞轮的临界转速。对三自由度轴向磁轴承主要参数进行了分析并提出了基于混合因子的设计方法，通过实验样机验证了三自由度轴向磁轴承的功能特性。对于三自由度轴向磁轴承由于磁极分瓣结构导致高速时旋转损耗大的题目，提出了一种三自由度平行槽轴向磁轴承结构，并采用高电阻率且铁损小的非晶材料制成转子推力盘，研究结果表明：该结构可有效降低旋转功耗。 |
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发表于 2024-2-17 22:19:26
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