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公开(公告)号：CN111931406B
公开(公告)日：2024-05-03
申请号：CN202010793161.6
申请日：2020-08-07
Applicant: 南京工程学院
Abstract: 本发明公开了一种轴向永磁磁悬浮飞轮电机动态等效磁网络模型建立方法，包括：建立三维有限元模型，获取轴向永磁磁悬浮飞轮电机的气隙磁力线分布，并划分为三种等效磁通管的气隙磁路，基于“磁阻最小原理”确定临界角；获取气隙磁路的等效磁网络模型，确定转子转动的周期，并将一周期过程划分为7个区域，获取各区域内转子的运动范围；计算电机A相和B相的气隙磁导；将径向磁路和轴向磁路的悬浮铁心、永磁体与转子轭部各等效成一个磁阻，结合气隙磁导获取电机的动态等效磁网络模型。本发明将不断改变的气隙磁导与不变的永磁体、悬浮极和转子轭部分磁导分别计算，将轴向永磁磁悬浮飞轮电机的三维磁场化简为动态磁网络，提高模型精度和计算速度。
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公开(公告)号：CN113009834B
公开(公告)日：2022-09-27
申请号：CN202110433473.0
申请日：2021-04-21
Applicant: 南京工程学院
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种磁悬浮飞轮电机模糊PID控制优化方法，包括：根据磁悬浮飞轮电机的控制模型，针对模糊PID控制器，确定输入变量、输出变量及相应的变化范围；设计模糊规则的初始参数；通过模糊推理获取输出量；将输出的位移和转速处理为伸缩因子参数τ的函数；获取当前时刻和上一时刻中位移和转速读值，通过梯度下降公式更新伸缩因子参数τ。本发明通过对输出结果中的位移和转速设置权重，利用梯度下降算法对模糊规则中的伸缩因子参数进行在线自调整，使得系统输出位移的稳态精度增大，避免了系统的振荡。
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公开(公告)号：CN113011064A
公开(公告)日：2021-06-22
申请号：CN202110263274.X
申请日：2021-03-10
Applicant: 南京工程学院
Abstract: 本发明公开了一种磁悬浮飞轮电机铁心磁饱和计算方法，包括：获取轴向永磁磁悬浮飞轮电机的气隙磁力线分布，建立磁悬浮飞轮电机的等效磁网络模型；对磁悬浮飞轮电机等效磁网络模型进行节点编号，在此基础上设定节点间的初始相对磁导率；根据相对磁导率计算磁导矩阵、磁通矩阵、磁动势矩阵和等效磁网络模型中各磁通管的磁场强度，利用铁心的磁化曲线获取修正后的各磁通管相对磁导率和磁通密度；设定收敛条件，判断修正后的相对磁导率是否满足收敛条件；判断是否满足周期条件。本发明通过给定初始值计算对应的磁场强度，结合铁心材料的磁化曲线不断查找迭代获取铁心实际相对磁导率，提高磁饱和情况下的模型精度及适用性。
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公开(公告)号：CN113011064B
公开(公告)日：2023-08-11
申请号：CN202110263274.X
申请日：2021-03-10
Applicant: 南京工程学院
Abstract: 本发明公开了一种磁悬浮飞轮电机铁心磁饱和计算方法，包括：获取轴向永磁磁悬浮飞轮电机的气隙磁力线分布，建立磁悬浮飞轮电机的等效磁网络模型；对磁悬浮飞轮电机等效磁网络模型进行节点编号，在此基础上设定节点间的初始相对磁导率；根据相对磁导率计算磁导矩阵、磁通矩阵、磁动势矩阵和等效磁网络模型中各磁通管的磁场强度，利用铁心的磁化曲线获取修正后的各磁通管相对磁导率和磁通密度；设定收敛条件，判断修正后的相对磁导率是否满足收敛条件；判断是否满足周期条件。本发明通过给定初始值计算对应的磁场强度，结合铁心材料的磁化曲线不断查找迭代获取铁心实际相对磁导率，提高磁饱和情况下的模型精度及适用性。
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公开(公告)号：CN111832133A
公开(公告)日：2020-10-27
申请号：CN202010703350.X
申请日：2020-07-21
Applicant: 南京工程学院
Abstract: 本发明公开了一种磁悬浮飞轮电机结构参数优化设计方法，主要步骤为：建立电机有限元模型，确定电机优化性能参数；建立响应面实验安排表；获取各参数组合下电机转矩及悬浮出力的响应值；建立多项式响应面模型FRSM；计算并记录FRSM拟合值与有限元值间的误差数据；运用支持向量机建立误差非参数响应面模型FSVM；获取最终电机各性能输出模型；建立综合多目标优化函数fobj；运用萤火虫算法获取电机最优结构参数。本发明结合传统多项式响应面及基于支持向量机的非参数响应面模型以建立电机输出性能与结构参数间的动态双响应面模型，并利用萤火虫算法对结构参数进行全局寻优，实现小样本数据下快速准确建模及电机多输出性能协同最优的参数设计。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113392557A
公开(公告)日：2021-09-14
申请号：CN202110682952.6
申请日：2021-06-18
Applicant: 南京工程学院
IPC: G06F30/23 , G06F30/15 , G06F111/10 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种轴向分相磁悬浮飞轮电机悬浮力模型建立方法，包括：基于等效磁路法获取轴向分相磁悬浮飞轮电机的A、B相的等效磁路，并计算轴向分相磁悬浮飞轮电机悬浮磁路的电感；获取轴向分相磁悬浮飞轮电机气隙储存的能量，进而计算悬浮力与悬浮磁路的电感、悬浮绕组电流和平均气隙长度之间的关系式；基于有限元分析法获取轴向分相磁悬浮飞轮电机的径向磁场分布，利用分割磁场法获取转子偏心时平均气隙长度与转子在x、y轴上的偏移量x0、y0的表达式；最后建立轴向分相磁悬浮飞轮电机的悬浮力模型。本发明将轴向分相磁悬浮飞轮电机的转子旋转全过程进行划分，实现转子偏心时平均气隙长度的精确推导，提高悬浮力模型的精度。
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公开(公告)号：CN111832133B
公开(公告)日：2024-05-28
申请号：CN202010703350.X
申请日：2020-07-21
Applicant: 南京工程学院
Abstract: 本发明公开了一种磁悬浮飞轮电机结构参数优化设计方法，主要步骤为：建立电机有限元模型，确定电机优化性能参数；建立响应面实验安排表；获取各参数组合下电机转矩及悬浮出力的响应值；建立多项式响应面模型FRSM；计算并记录FRSM拟合值与有限元值间的误差数据；运用支持向量机建立误差非参数响应面模型FSVM；获取最终电机各性能输出模型；建立综合多目标优化函数fobj；运用萤火虫算法获取电机最优结构参数。本发明结合传统多项式响应面及基于支持向量机的非参数响应面模型以建立电机输出性能与结构参数间的动态双响应面模型，并利用萤火虫算法对结构参数进行全局寻优，实现小样本数据下快速准确建模及电机多输出性能协同最优的参数设计。
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公开(公告)号：CN113392557B
公开(公告)日：2023-08-11
申请号：CN202110682952.6
申请日：2021-06-18
Applicant: 南京工程学院
IPC: G06F30/23 , G06F30/15 , G06F111/10 , G06F119/14
Abstract: 本发明公开了一种轴向分相磁悬浮飞轮电机悬浮力模型建立方法，包括：基于等效磁路法获取轴向分相磁悬浮飞轮电机的A、B相的等效磁路，并计算轴向分相磁悬浮飞轮电机悬浮磁路的电感；获取轴向分相磁悬浮飞轮电机气隙储存的能量，进而计算悬浮力与悬浮磁路的电感、悬浮绕组电流和平均气隙长度之间的关系式；基于有限元分析法获取轴向分相磁悬浮飞轮电机的径向磁场分布，利用分割磁场法获取转子偏心时平均气隙长度与转子在x、y轴上的偏移量x0、y0的表达式；最后建立轴向分相磁悬浮飞轮电机的悬浮力模型。本发明将轴向分相磁悬浮飞轮电机的转子旋转全过程进行划分，实现转子偏心时平均气隙长度的精确推导，提高悬浮力模型的精度。
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公开(公告)号：CN113177341A
公开(公告)日：2021-07-27
申请号：CN202110563334.X
申请日：2021-05-21
Applicant: 南京工程学院
IPC: G06F30/23 , G06F30/27 , G06N3/00 , G06F111/06 , G06F113/28
Abstract: 本发明公开了一种基于kriging近似模型的磁悬浮飞轮电机多目标优化设计方法，本方法以磁悬浮飞轮电机的电流刚度和位移刚度为优化目标，对电机的悬浮绕组线圈匝数、悬浮齿宽、转子齿高、轴向长度进行优化，从而有效提高了飞轮电池在车载复杂工况下悬浮支承刚度。此外，本发明所提出的优化设计方法以Kriging近似模型替代电机的有限元模型，以减少电机优化迭代计算过程中的计算成本，提高了优化效率；并采用一种改进的多目标果蝇算法对寻优，在原始的果蝇算法中对搜索空间及味道判定值进行改进，引入快速非支配排序及拥挤距离排序方法解决多目标优化问题，有效提高了算法的全局搜索能力和收敛速度。
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公开(公告)号：CN113009834A
公开(公告)日：2021-06-22
申请号：CN202110433473.0
申请日：2021-04-21
Applicant: 南京工程学院
IPC: G05B13/04
Abstract: 本发明公开了一种磁悬浮飞轮电机模糊PID控制优化方法，包括：根据磁悬浮飞轮电机的控制模型，针对模糊PID控制器，确定输入变量、输出变量及相应的变化范围；设计模糊规则的初始参数；通过模糊推理获取输出量；将输出的位移和转速处理为伸缩因子参数τ的函数；获取当前时刻和上一时刻中位移和转速读值，通过梯度下降公式更新伸缩因子参数τ。本发明通过对输出结果中的位移和转速设置权重，利用梯度下降算法对模糊规则中的伸缩因子参数进行在线自调整，使得系统输出位移的稳态精度增大，避免了系统的振荡。
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