【摘 要】
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为实现磁悬浮飞轮的磁路解耦,消除磁轴承相互干扰,提出一种球面磁悬浮万向飞轮转子方案,采用轴向和径向两个球面磁阻式磁轴承控制转子的3个平动自由度,结合洛伦兹力磁轴承实
【机 构】
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装备学院航天装备系,北京,101416;北京石油化工学院机械工程学院,北京,102617;北京控制工程研究所,北京,100190
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为实现磁悬浮飞轮的磁路解耦,消除磁轴承相互干扰,提出一种球面磁悬浮万向飞轮转子方案,采用轴向和径向两个球面磁阻式磁轴承控制转子的3个平动自由度,结合洛伦兹力磁轴承实现了磁悬浮飞轮转子五自由度全主动控制、全通道磁路解耦,以精确控制飞轮转子万向偏转,为提升磁悬浮飞轮姿态控制力矩带宽和姿态敏感精度提供了方案支持.根据球面转子结构特性,以质量为优化目标,以一阶共振频率、最大等效应力、刚体位移、极转动惯量、惯量比、质心与形心距离为约束条件,利用多学科优化软件iSIGHT集成ANSYS有限元分析软件,选取序歹二次规划算法,对球面转子轮盘进行优化设计.结果表明,在满足设计指标的同时,轮盘质量降低了2.98％,质心与形心的距离大幅降低了1个数量级,仅为12μm,转子高速旋转时的刚体位移为13.65μm,有效保证了球面转子在工作时的稳定性和可靠性.
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