无矩线圈设计原理与实现

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介绍了无矩线圈的设计原理与实现方法.首先从密绕圆柱形螺线管模型出发,分析了无矩线圈的理论设计方法,并和单螺线管线圈进行了性能比较.然后采用3D有限元电磁场仿真分析了磁感应强度分布和磁场均匀性.最后制作了线圈常数63.17μT/A、均匀区约90 mm的无矩线圈样品,采用磁屏蔽筒组合无矩线圈实现弱磁场复现验证,满足高精度原子磁强计的应用要求.
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利用ANSYS的建模软件SCDM和电磁仿真软件Maxwell,基于有限元法(FEM)对一体成型电感的等效磁路和电磁特性进行仿真分析.考察线圈结构参数对电感内部磁场强度、电流密度分布以及电感值和磁阻大小的具体影响.结果表明:随着线圈内径(D)增大,磁场逐渐趋于线圈外侧分布,线圈的电流密度分布趋于均匀,电感值先增大后减小,总磁阻则呈相反变化;此外,线圈交流电阻和电感值都随匝间距(w)增加而减小;考察范围内,一体成型电感在线圈内径D=5.1 mm、匝间距w=0.02 mm时可获得相对较大的电感值.
传统的城市公同缺乏特色性,往往只是按照城市设计的条例和规范再造,缺乏文创产业的介入.本文从空间地方性理论人手,在汇总场地失活的现状矛盾后,将文创赋能机制作为切入点,引入公园社区的概念.将江安湖原有的大鱼传说作为核心景观基因,并通过提取景观节点、串联景观廊道、生成景观形态三步对场地进行场景化活化重构,有效地提升公同的互动性、主题性,助力传统公园向文创田园社区转型,达到激活废弃公园内生动力,实现传统城市公同振兴的最终目标.
针对磁流变阻尼器动力学模型的建立过程中存在的强非线性滞回特性,采用Spencer模型来构建其精确动力学模型,提出一种以控制电流作为控制器输出变量的半主动悬挂系统磁流变模糊PID控制策略,利用Adams软件建立了动车组模型,结合MATLAB/SIMULINK模块对提出的磁流变阻尼器控制策略进行设计和联合仿真.仿真结果表明,从时域和频域上进行车体的横向加速度分析,基于磁流变模糊PID控制策略的半主动悬挂系统减振效果要明显好于被动悬挂系统,其加速度幅值在低频段有了显著降低.
采用微磁学模拟软件OOMMF研究了具有纵向磁结构的钴基非晶丝间的磁偶极相互作用.结果显示,对于平行排列的N根非晶丝阵列(1≤N≤4),随着非晶丝数量的增加,阵列的磁滞回线呈现N个台阶与N–1个平台,并且非晶丝阵列发生第一次磁反转所对应的外磁场逐渐向低场移动,发生最后一次磁反转所对应的外磁场逐渐向高场移动.着重分析双丝系统发现,随着丝长度或者丝间距的增大,磁滞回线的平台宽度逐渐减小.以上现象归因于非晶丝在退磁过程中受到了周围丝偶极场的作用.
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针对当前假肢存在的阻尼固定、结构复杂及成本较高等问题,提出一种以磁流变阻尼器为执行元件的假肢.首先对假肢进行结构设计,并建立其动力学模型.针对膝关节阻尼性能需求,对磁流变阻尼器进行结构设计.搭建磁流变阻尼器动力性能试验台,对加工的磁流变阻尼器进行动力性能测试.为准确表征磁流变阻尼器的动力性能,基于可调Sigmoid模型建立磁流变阻尼器的正向力学模型,并采用BP神经网络建立磁流变阻尼器逆向力学模型.针对假肢系统中存在的非线性和耦合性问题,采用CT+PD控制算法来跟踪膝关节摆动轨迹.最后搭建假肢测试系统并对膝
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