针对旋转直驱伺服阀的工作特性,设计了一种有限转角电机,该电机仅在一定转角范围内摆动定位。通过等效磁路法讨论了该电机的矩角特性。基于Maxwell有限元软件对有限转角电机的矩角特性、转矩特性和霍尔传感器感应磁场进行了有限元分析。实验结果和仿真结果基本一致,表明该有限转角电机转矩大(大于57 mN·m),且在±10°转角范围内的转矩波动小(仅为4.3%),可用作旋转式直接驱动伺服阀前置级驱动。

设计并实现了基于微机测控技术的无刷直流电机及其控制系统。针对无刷直流电机转矩波动过大的缺陷,首先根据现场的实际测控要求设计了合适的电机结构,并在此基础上利用改进多生境遗传算法对电机方案进行优化。之后确定了以TMS320F28335为控制核心的伺服系统的总体设计方案,并对伺服系统硬件进行了设计。为进一步抑制电机的换相转矩波动,提出混合分段式换相策略。在此基础上,设计了一套针对全数字无刷直流电机变频调速控制平台的主从分布式通信系统,使得主控计算机实现分散控制、集中处理的最优控制效果。通过有限元联合仿真及实验对无刷直流电机及伺服系统进行验证。所设计的基于微机测控技术的无刷直流电机控制系统在精密控制领域有着广泛的应用前景。

超环面机电传动是一种有机结合电磁驱动和减速机构的空间机电传动,在机器人和航空航天等要求结构紧凑的领域具有很好的应用前景。在对该机电传动结构特点及驱动机理进行分析的基础上,对单个行星齿输出转矩进行了解析计算。通过对内外定子与行星轮的电磁啮合关系进行分析,讨论了行星轮齿数和蜗杆包角等结构参数对输出转矩的影响,推导出多齿参与啮合的输出转矩解析关系,对输出转矩的波动性做了分析计算。

悬架衬套作为汽车振动的重要传递部件对于衰减汽车振动有着重要作用,在轮毂电机驱动电动汽车中,电机的转矩波动会引起车身的宽频纵向振动,传统的橡胶衬套因在宽频范围内阻尼特性变化不大,无法在特定的频带上产生大阻尼来迅速衰减振动。引入液压衬套可以衰减电动轮悬架中特定频带的转矩波动激励,首先建立了能够准确描述液压衬套力学性能的有限元模型,然后对液压衬套进行了力学性能敏感因素分析,最后根据敏感因素分析结果和振动传递特性对液压衬套进行结构参数设计,结果表明通过合理设计液压衬套的橡胶剪切模量、惯性通道横截面积和通道数量等参数,可以显著减小驱动电机转矩波动对车身纵向振动的影响,使车身纵向力振动在0～120 Hz范围内衰减13.4%。