础之上的。相较而言,国内对磁悬挂天平电磁场的数值分析起步较晚。虽然也曾根据磁场分析和计算提出了一个60cm Р60cm磁悬挂天平系统的设计方案[10],还曾针对15cm15cm磁悬挂天平系统电磁场进行了初步分析[11],但是分析结果并不十分尽人意。这些都给磁悬挂天平的控制带来了一定的难度,而且也不利于引入更为精确的现代控制理论。传统的模拟控制虽然简单、易于实现,但是控制精度有限。现代控制理论却对系统各项参数的要求十分严格,所以有必要对磁悬挂天平电磁场进行更为准确地分析,从而也给天平的数字化打下基础。Р磁悬挂天平目前尚处于研究发展阶段,但是,随着超导技术、计算机技术、电力电子技术、自动控制技术与传感器技术等的发展,以及飞行器发展的需要,磁悬挂天平的应用前景是十分广阔的。它不仅可以用于力的测量,还可以应用于压力与热的测量,以及研究尾迹流动与边界层流动等。因此,对磁悬挂天平电磁场的研究分析是十分必要的。Р本文主要内容Р本文主要针对磁悬挂天平各个通道电磁场进行了详细的有限元分析,然后根据有限元分析结果进行了数值拟合。这些为进一步提高磁悬挂天平的控制精度以及天平的校准工作奠定了基础。Р本文对磁悬挂天平俯仰、偏航、轴向各个通道电磁场进行了二维有限元分析,并将分析结果和试验结果进行了对比。鉴于磁悬挂天平电磁场系统的复杂性,很难采用传统的磁路计算方法进行分析。本文采用了比较成熟的有限元分析方法,证明了利用有限单元法对电磁场分析的可行性,从而为电磁场分析提供了一个新思路。Р首先利用ANSYS软件对磁悬挂天平电磁场进行建模。其次对模型进行划分网格、施加励磁条件、加载边界条件、求解以及进行相应的后处理。计算出模型在不同电流强度、不同姿态下的受力情况以及磁场分布情况,然后从中得到磁悬挂天平中电流强度变化条件下电磁场的分布规律,以及随着模型姿态变化天平电磁场的变化规律,并给出上述规律的数值拟合公式。
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