平面欧玛尔开关磁阻电机振动与噪声特性
平面OMAL开关磁阻电机是一种直驱式的新型特种电机，具有结构简单、制造方便、成本低、可靠性高及机械损耗小等优点，在加工制造领域发展前景。但是，较大的振动和噪声制约了平面OMAL开关磁阻电机的广泛应用。为了降低平面OMAL开关磁阻电机的振动和噪声，提高其定位精度，研究了平面OMAL开关磁阻电机的振动和噪声特性。

平面欧玛尔开关磁阻电机振动与噪声特性
给出了平面OMAL开关磁阻电机的机械结构，阐述了平面OMAL开关磁阻电机的运动机理，推导了平面OMAL开关磁阻电机的电压平衡方程、运动学方程和电磁力方程，得到了平面OMAL开关磁阻电机的瞬态功率、加速度和电磁力的表达式。介绍了平面OMAL开关磁阻电机控制系统的结构，基于自主设计的一台平面OMAL开关磁阻电机样机，采用d SPACE半实物实时控制平台，搭建了平面OMAL开关磁阻电机控制系统实验平台。研究了平面OMAL开关磁阻电机的振动特性，包括法向力特性和模态特性。设计了平面OMAL开关磁阻电机的法向力测试方案，采用应变片电测技术测量了其法向力特性。阐述了模态分析原理，利用ANSYS软件建立了平面OMAL开关磁阻电机的简化有限元模型，基于该有限元模型进行了模态分析，获得了平面OMAL开关磁阻电机前二十阶固有频率及其振型，搭建了平面OMAL开关磁阻电机模态试验平台，进行了模态试验。基于法向力特性和模态特性研究成果，分析了平面OMAL开关磁阻电机法向力脉动对振动的影响。基于声能密度方程推导了平面OMAL开关磁阻电机噪声辐射声强的方程，根据该方程探讨了平面OMAL开关磁阻电机机械结构尺寸对噪声辐射的影响。为此，深入研究平面OMAL开关磁阻电机的自适应控制，所做的工作主要如下：阐述了平面OMAL开关磁阻电机的运行机理，分析了电机动子的磁耦合情况以及电机控制系统结构，建立并推导了电机的数学模型。基于Lyapunov稳定性理论设计了基于输入输出的平面OMAL开关磁阻电机模型参考自适应控制器，并对模型匹配及自适应控制律的设计作了详细的推导分析。研究了平面OMAL开关磁阻电机极点配置自校正轨迹跟踪控制，针对平面OMAL开关磁阻电机系统参数辨识可能出现的“数据饱和”现象，引入了带有遗忘因子的递推zui小二乘算法，设计了基于极点配置的平面OMAL开关磁阻电机间接自校正控制系统，改进了自校正控制器结构，较好地解决了因物理可实现性引起的控制器饱和问题。基于d SPACE半实物实时仿真系统，构建了平面OMAL开关磁阻电机的实时在线控制实验平台，进行了平面OMAL开关磁阻电机模型参考自适应定位控制实验以及不同参考轨迹下的平面OMAL开关磁阻电机极点配置自校正轨迹跟踪控制实验。研究表明：提出的平面OMAL开关磁阻电机模型参考自适应控制方法提高了电机的定位精度，无负载时，电机的稳态位置误差小于500nm,增加质量负载后，电机的稳态位置误差小于4.7μm;在不同参考轨迹下，平面OMAL开关磁阻电机极点配置自校正控制系统X、Y轴的轨迹跟踪误差在小于82μm,在电机动子平台上添加质量负载后，电机的动态跟踪误差仍小于82μm;平面OMAL开关磁阻电机自适应控制系统具有良好的运动特性和自调整能力。阐述了平面OMAL开关磁阻电机噪声测试原理，搭建了平面OMAL开关磁阻电机噪声测试平台，测量了环境噪声，分别设计了平面OMAL开关磁阻电机开环和闭环运动的MATLAB/Simulink仿真模型，在此基础上分别研究了恒电流下和位置控制算法下的噪声特性。平面OMAL开关磁阻电机的振动特性研究表明：平面OMAL开关磁阻电机有限元模态分析结果与模态试验结果吻合，验证了提出的有限元简化模型的有效性；法向力脉动峰值频率和电机固有频率相近时，平面OMAL开关磁阻电机在该频率处具有较大的振动幅值，验证了法向力脉动是平面OMAL开关磁阻电机振动的主要根源。平面OMAL开关磁阻电机的噪声特性研究表明：同等噪声源功率下，较大基座尺寸的平面OMAL开关磁阻电机辐射噪声的声强较大；平面OMAL开关磁阻电机噪声声功率级随着电流增大而增大，且开环运动下平面OMAL开关磁阻电机噪声声功率级频谱在某些阶次的固有频率处具有峰值；闭环运动下，平面OMAL开关磁阻电机由于位置控制算法的调节，使其法向力脉动峰值频率避开了电机固有频率，从而比开环运动下具有更小的噪声。平面OMAL开关磁阻电机振动与噪声特性的研究为同类电机的结构优化设计和减振降噪提供了理论参考。

平面欧玛尔开关磁阻电机振动与噪声特性
平面OMAL开关磁阻电机具有直接驱动、结构简单、成本低和响应快等突出优点，但同时也因其非线性磁路、力脉动、无机械缓冲装置等本征特性以及由于加工制造、外部扰动等引起的模型不确定性而难以获得较高精度的运动特性，解决此问题的途径之一是采取有效的控制方法。自适应控制能够自动补偿系统在模型、参数和输入信号等方面非预知的变化以及不确定性，可望应用于平面OMAL开关磁阻电机的控制，从而使平面OMAL开关磁阻电机获得理想的运动。