[發明專利]一種磁盤式負剛度電磁執行機構的電磁力控制方法

有效

• 申請號: 202011589270.2
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112597611B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發明（設計）人: 靳國永;袁俊杰;葉天貴;劉志剛
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 張宏威

1.一種磁盤式負剛度電磁執行機構的電磁力控制方法，其特征是：包括以下步驟：

步驟1：根據靜態承載力，選取提供隔振系統正剛度的機械彈簧，確定所述彈簧的正剛度；

步驟2：建立磁未飽和下的電磁力模型，確定電磁鐵的電磁吸力；

步驟3：負剛度電磁執行機構上下對稱，根據磁未飽和情況下的負剛度電磁執行機構，建立電磁力-位移模型；

步驟4：對電磁力-位移模型進行解析，確定負剛度電磁執行機構以電流為系統的輸入控制量時，通入上下線圈的電流、結構參數與位移、理想定值負剛度大小的函數關系；

步驟5：建立隔振系統模型，根據負剛度電磁執行機構的在理想情況下的電磁力，確定振動響應；

步驟6：根據振動響應，基于電流、結構參數與位移、理想定值負剛度大小的函數關系，將振動響應的解，代入至電流關于位移、理想定值負剛度大小以及相關結構參數的函數關系中去，得到滿足負剛度電磁執行機構線性電磁力位移關系所需的輸入電流，確定滿足負剛度電磁機構線性電磁力-位移關系所需的控制電流。

2.根據權利要求1所述的一種磁盤式負剛度電磁執行機構的電磁力控制方法，其特征是：所述步驟2具體為：

建立磁未飽和下的電磁力模型，確定電磁鐵的電磁吸力，通過下式表示電磁鐵的電磁吸力：

其中，F_mag1為電磁鐵1電磁吸力，R_total1為電磁鐵1總磁阻，Φ₁為電磁鐵1的磁通，μ₀為真空介電常數，S_in為內磁極等效橫截面積，S_out為外磁極等效橫截面積，I_c1為電磁鐵1所通電流；

根據銜鐵1的氣隙磁阻和銜鐵1的磁阻，確定電磁鐵1的總磁阻，通過下式表示電磁鐵1的總磁阻：

R_total1＝R_gap11+R_gap12+R_arm+R_iron

其中，S₁為鐵芯1水平方向磁路等效橫截面積，S₂為銜鐵1水平方向磁路等效橫截面積，x₁為電磁鐵1氣隙，μ₁為鐵芯1、鐵芯2、銜鐵1、銜鐵2材料的磁導率，R_gap11為銜鐵1內磁極對應氣隙磁阻，R_gap12為銜鐵1外磁極對應氣隙磁阻，R_arm為銜鐵1磁阻，R_iron為鐵芯1磁阻，N₁為電磁鐵1的線圈匝數，l₁為鐵芯1高度、l₂為電磁鐵1線圈高度、l₃為銜鐵1內徑、l₄為電磁鐵1線圈內徑、l₅為電磁鐵1線圈外徑、l₆鐵芯1外徑、l₇為銜鐵1外徑、l₈為銜鐵1高度。