一、KEY TECHNOLOGY FOR PRACTICAL 1-mm-DIAMETER ELECTROMAGNETIC MICROMOTOR（论文文献综述）
郭文星[1]（2020）在《新型高压直流继电器结构设计及分析研究》文中认为随着国家新能源战略的实施,尤其是新能源汽车及其大功率快充电桩的推进以及航空等各工业的大力发展,高压直流继电器的需求量快速增加,且其性能参数及安全性要求逐步提高,同时低成本也是继电器的优化目标之一。本论文将针对现有高压直流继电器存在的一些问题,设计及分析了一种采用微电机作为驱动动力新型高压直流继电器,即对其结构可行性及其主要的传动机构和触头分断电弧特性及其相关灭弧措施进行了仿真及初步试验分析,具体完成工作如下:1、对现有继电器的类型及特点进行了阐述,即随着新能源汽车等市场对大功率继电器的大规模需求,现有高压直流继电器的电磁驱动方式会存在一定的发展局限性——其激励线圈及永磁铁系统耗材随功率增大而显着增加,其重量、成本及制作难度也相应增加。2、初步完成了微电机驱动式新型高压直流继电器的结构设计方案。即采用有别于传统磁线圈驱动的微型电机作为驱动动力,经齿轮传动实现电极触点闭合与分断过程,其触点间距可到达数倍于传统结构,依据直流电弧的熄灭原理,选取了依靠触点大间距分断、横向磁吹及以一种新型翻板隔断等灭弧方式。结构方案整体设计十分紧凑,可节省大量铜线材料且加工成本较低,可适用电压电流范围大。分析了上述新型直流继电器的触点分断速度与传动机构设计参数的联系,并计算了继电器分断速度100mm/s对应的传动机构具体设计参数。3、采用ANSYS Workbench对设计方案的传动机构做出结构静力学分析,得到设计工况下传动机构的应力及应变分布云图,可知齿轮失效的危险部位,将齿轮组的最大应力值与材料的屈服极限对比。结果表明,传动机构满足设计的强度和变形要求。4、选取直流电压参数为400V/100A对微型电机式直流继电器进行仿真分析,采用COMSOL有限元软件,以磁流体动力学为基础建立了电弧仿真模型,分析了触点分断过程中电弧运动特性,得到了电极触点间距对触点间的电流密度的影响;对不同外加磁场强度和不同分断速度条件下的触点分断电弧运动进行了建模,分析了新型直流继电器不同外加横向磁场强度和分断速度对触点间的气流的影响,分析了电弧温度场分布、电流密度分布及电弧电压等参数;且通过分析对比不同条件下的电弧特性,总结了外加磁场强度、触点分断速度与电弧燃烧之间存在的规律,结果表明,横向磁吹强度及触点分断速度对电弧的影响存在临界饱和值。5、设计了新型直流继电器电气寿命试验方案,对其进行初步寿命试验,试验结果验证了新型直流继电器传动机构的结构合理安全及触点接触性能良好。本论文完成的新型高压直流继电器的设计及初步分析试验,将为微型电机式高压直流继电器的后续研究优化及应用提供理论依据,为新能源等领域的高压继电器产品开拓提供一种新的发展选择。
李凯彦[2]（2020）在《内窥式光学相干断层成像及其在上消化道的应用》文中进行了进一步梳理光学相干断层成像（OCT）是一种高分辨、非侵入、无需标记物的在体成像技术,利用光学相干门来提供生物体组织的层析结构。在大多数的高散射生物体中,OCT可以微米级的分辨率穿透1～3 mm厚的组织。经过将近30年的快速发展,OCT已经具备极高的成像速度,保证了实时二维成像和在体三维成像。常见的OCT图像的对比度来源于组织间折射系数的变化,折射系数变化小的样品的成像图对比度较差,即使系统分辨率再高也无法清楚地揭示结构的不同。此外,传统台式OCT系统样品臂上的成像探头一般比较笨重,只能对离体样本或眼睛和皮肤等浅表的器官和组织进行成像。基于光纤光学的导管型探头也因为不易操控和过短的工作距而不适用于人体上消化道的成像。针对以上两点不足,本课题以频域OCT系统为基础,从内窥探头和量化分析算法两方面对内窥式OCT技术进行了研究,取得的创新性成果有:1.提出了一种普适的具备层析能力的光学衰减系数计算方法。通过充分利用OCT的断层成像能力和组织结构间衰减系数的不同,从原始横断面强度图像中计算出同样保留断层信息的衰减系数图,作为对强度对比度的补充。在详细分析了OCT信号的衰减程度和本底噪声的基础上,新算法同时校正了:1)因为入射光在组织中不完全衰减引起的深层组织衰减系数的高估;2)因本底噪声的存在,真实的OCT数据违背了理想的指数衰减模型而导致的浅层组织衰减系数的低估。对于具有不同散射特性的实际生物样品,新算法可在整段成像深度范围内提供一致的高准确度。2.研制了工作在1300 nm中心波长的高速内窥式扫频OCT系统。针对口腔颌面部复杂的拓扑结构,开发了一种低成本、紧凑型手持式OCT内窥探头。该探头采用一个安装在近端的双轴微机电系统（MEMS）扫描光束,通过一组4f中继透镜将光束传播到探头远端从而实现双轴远心扫描。这种设计不仅允许使用稍大一些的MEMS扫描仪,从而获得更佳的光学和机械性能,还保证了需要高压驱动的MEMS远离被测组织,减少了受试者遭受电击的风险。细长的透镜组设计使得探头具有出色的操作性,可以方便地检查口腔深处的组织。3.研制了工作在800 nm中心波长的超高分辨率内窥式谱域OCT系统。针对食道的管状结构,开发了一款带有光纤系绳的超消色差OCT胶囊内窥镜。通过将一个定制的微衍射透镜结合到探头的光路中,成功矫正了由200 nm宽谱引入的严重色差,从而在生物组织中取得了高达1.8μm纵向分辨率。胶囊形的外观设计不仅让病人在无须镇静的情况下自主将OCT内窥镜送入食道,还保证内窥镜能较为稳妥地置于食道中,提高成像的稳定性。光纤系绳使得胶囊在成像结束后能被重复回收利用。实验结果表明,本文开发的两种内窥OCT系统及算法有能力实现上消化的高分辨、大范围的实时在体成像,在临床筛查和监测以及术后复检中具备极大的应用潜力。
张宇翔[3]（2020）在《电动自行车用BLDCM优化设计及控制策略研究》文中研究说明随着社会的不断发展,交通工具也在发生日新月异的变化,大量汽车的产生导致二氧化硫以及二氧化碳过量排放,如何解决交通行业所带来的污染问题是当今的热门话题。电动自行车作为中国的一大特色交通工具,因为其使用的是清洁的电能,所以有效地抑制了交通污染问题。永磁无刷直流电机（Permanent magnet brushless DC motor）由于不易损坏,性能优越等特点成为电动自行车的主要电机,但是无刷直流电机（BLDCM）的研究由于起步晚的原因一直落后于发达国家,因此对BLDCM的研究具有重要的意义。针对电动自行车需要稳定爬坡以及在崎岖路面稳定行驶的特点,需要提高BLDCM的以下性能:（1）本体设计上不仅需要满足国家标准,还需要有较宽的恒功率调速以及满足高效率、低损耗的要求;（2）采用新的控制方式代替传统的比例积分控制（PI）和比例积分微分控制（PID）,实现精准的速度跟踪性能和强鲁棒性能以应对爬坡时的突增负载问题。本文首先介绍了国内外BLDCM的研究状况,对BLDCM的基础结构进行说明,并构建出BLDCM的数学模型。接着,提出了实用型的目标设计法与传统的设计法相结合的理论对BLDCM的主要参数进行推导,设计出一台三相12/8极的BLDCM。借助有限元分析软件JMAG对电机进行电磁分析与研究,验证设计方法的合理性。最后,针对传统的PI、PID双闭环调速系统无法满足电动自行车行业越来越高的性能要求,设计出分数阶滑模控制器（Fractional Order Sliding Mode Controller）。该控制器不仅利用分数阶微积分（Fractional Order Calculus）的变化缓慢、记忆特性等特点构建出分数阶滑模面,还结合改进型分数阶趋近律进行控制律设计,使整个控制系统具有优秀的速度跟踪和强鲁棒特性。通过MATLAB中的Simulink分别对BLDCM的传统控制方式与分数阶滑模控制方式进行仿真,结果得出后进行对比,验证分数阶滑模控制方式可以使BLDCM控制系统具有强鲁棒性和优越的速度跟踪性能,最后搭建完整的实验平台验证了理论在实物控制中的可行性。
杨通[4]（2019）在《采油用潜油直线电机动态特性研究》文中研究说明采油用潜油直线电机以其独有的结构特点使用于目前石油的开采应用过程中,可以满足高效率和低能耗的要求,而且彻底摆脱了传统游梁式采油机的复杂机械传动过程和地上地基的铺设过程,因此对采油用潜油直线电机的性能研究具有理论和工程应用的实践意义。对采油用潜油直线电机定子单元和定子单元连接结构进行了设计,并设计了定子单元连接的焊接工装,该结构与该工装均有利于提高定子的同轴度和直线度。应用ANSYS Maxwell软件对采油用潜油直线电机进行三维建模得到了其推力曲线以及径向不平衡电磁拉力随时间变化的曲线;计算得出采油用潜油直线电机定子和动子存在同轴度误差情况下的推力曲线以及径向不平衡电磁拉力随时间的变化曲线。应用ANSYS Workbench软件对采油用潜油直线电机动子进行了模态分析得到了动子的固有频率和相对应的振型,并分析了不同结构尺寸参数对固有频率的影响;进行了瞬态分析得到了径向不平衡电磁拉力对动子的影响关系曲线,最终得出的是同轴度误差对动子的影响关系曲线和变化规律。通过有限元软件为采油用潜油直线电机进行了分析和研究,为以后的理论研究和工程实践奠定了基础。
张俊[5]（2012）在《微电机关键零部件公差设计建模与优化》文中研究指明公差设计不仅关系到产品的加工成本，而且关系到产品性能的好坏。大批量生产的微电机其质量一致性往往比较差，质量波动较大，且部分产品不能达到规定性能要求，因此本文以某型号永磁直流微电机为研究对象，首先对微电机质量影响因素进行了分析，计算出各影响因素的权重，然后建立微电机关键零部件的公差成本模型以及微电机关键零部件尺寸偏差与性能偏差的关系模型，最后对微电机关键零部件公差进行了优化设计，具体开展了如下几部分工作：（1）综述了国内外学者对公差设计方面的研究进展，从公差分析与公差综合方面对国内外研究现状作了归纳和总结，并对微电机国内外研究现状、永磁直流微电机工作原理、主要零部件进行详细的介绍。最后给出了本文的主要研究内容和研究路线。（2）分析了微电机质量影响的主要因素，利用神经网络求权重方法，分别计算神经网络各层权重矩阵之间的相关显着性系数、相关指数、绝对影响系数，从而得出微电机关键零部件尺寸偏差对性能偏差影响的权重。根据微电机各性能偏差对其质量影响的重要性建立二元对比排序的相及矩阵，进而得出微电机性能对其质量影响的权重。（3）研究了微电机各关键部件加工成本模型建模方法，建立了铁芯高度、转轴直径、机壳内径和换向器直径的加工成本模型；研究了望目特性、望小特性、望大特性的不同情况下的质量损失函数，并且根据微电机关键零部件尺寸偏差对产品性能影响的权重和性能对微电机质量影响的权重建立了微电机产品级多质量特征的质量损失模型。（4）研究了微电机关键零部件尺寸偏差与性能偏差关系建模方法，微电机关键零部件尺寸偏差与性能偏差之间关系较为复杂，因此首先对微电机性能与关键零部件尺寸的关系式进行泰勒展开，然后利用回归分析方法确定泰勒展开式的偏导数，最终得到微电机关键零部件尺寸偏差与性能偏差的关系模型。（5）对微电机关键零部件进行公差优化，以微电机关键零部件的公差成本作为目标函数，以微电机的性能要求和加工经济精度作为约束条件对微电机关键零部件公差进行了优化设计，并对优化后的结果进行对比分析，结果表明该微电机公差优化建模方法切实可行，为产品级公差优化设计提供了解决途径。
周健斌[6]（2009）在《微型转子轴承系统动力学问题研究》文中指出微机电系统（Microelectromechanical System,简称MEMS）是指集微型传感器、执行器以及信号处理和控制电路、接口电路、通信和电源于一体的微型机电系统。自1987年第一台基于MEMS技术设计、制造的微型电机诞生以来,微机电系统被认为将引导21世纪的一场新的技术革命。由此微型旋转机械,如微型电机、微型涡轮等,作为能量转换以及大幅运动位移的执行器件成为微机电系统研究领域的一个重要分支。微型旋转机械的实现不仅仅是宏观旋转机械的简单的微型化,它具有其自身的特性。由于器件尺寸的减小,尺度效应将给微型旋转机械的设计以及动力学特性带来影响:首先尺度效应使得器件所受的表面力相对体积力增大,从而使得在宏观机械中不考虑的相互作用力,如范德华力、静电作用力、毛细作用力等不再可以忽略。其次,微型旋转机械的工作环境和受力状态不同于宏观旋转机械,制成微型旋转机械的材料也有别于传统旋转机械,其材料特性随着尺度的变化也有很大的不同。微型旋转机械的摩擦、磨损以及润滑问题相比宏观旋转机械而言表现得更加突出。由于尺度的减小,润滑油产生聚合作用而使得微型旋转机械的轴承动力学特性产生很大的不同,甚至由于在微小尺度下液体的粘度增大而使得传统油膜轴承不再适用,因此气体轴承在微型旋转机械中得到广泛的应用。同样,由于尺度的减小以及受当前微加工工艺的限制微型气体轴承相比传统气体轴承具有努森数大,长径比小、隙径比大等特点,传统的针对气体轴承的研究方法以及由此得到的系统特性不再适用。本文针对以上问题进行了研究,主要内容如下:首先概述了MEMS微型旋转机械的发展现状,分析了各种不同形式的微型旋转机械的特点;总结了微型旋转机械的轴承动力润滑形式,重点讨论了微型气体轴承在微型旋转机械中的应用;介绍了MEMS器件中的摩擦、磨损问题,并探讨了由于器件尺寸缩小带来的尺度效应对MEMS器件,特别是微型旋转机械动力学行为特性的影响。在微小尺度下,由于尺度效应的作用,传统机械中忽略不计的一些器件间的相互作用力,比如作用在器件表面或表面间的力,以及由分子间相互作用引起的部件间的相互作用力以及静电力等微观作用力变得不可忽略。这些微观作用力对MEMS器件以及微型旋转机械系统的动力学特性产生影响,甚至决定系统设计的成败。针对微型旋转机械中存在的范德华作用力,建立了其在微型旋转机械系统中的数学表达式,在此基础上建立微观作用力作用下微型转子系统的动力学模型,进而对系统的平衡点特性、频率响应,动态响应等动力学行为进行研究。分析结果表明:在范德华力作用条件下,微型旋转机械的平衡点稳定性随着范德华力相对大小的变化而不同,同时由于范德华力的作用,微型旋转机械系统出现刚度“软化”现象。受尺度效应的影响,在微观条件下微型旋转机械系统中的的摩擦磨损的问题与传统机械存在较大的差异。通过对静电微电机电刷与基板间的接触进行载荷分析,充分考虑尺度效应的影响,针对静电微电机半球形电刷的磨损问题建立了基于Archard磨损定律的数学模型。基于该模型分析了包括毛细作用力、静电吸引力在内的表面力以及电刷的几何参数对微型转子系统的磨损特性的影响。微型气体轴承是微型旋转机械中常用的润滑方式。根据微加工工艺的特点,在微型气体轴承中轴承壁与转子间的最小间隙可达微米甚至更小的量级。在这样的尺度条件下,气膜厚度与气体分子的平均自由程相当,传统气体轴承研究中对工作气体所作的连续流假设不再适用。根据微型气体轴承的工作条件,本文引入了气体分子模型滑移流边界条件,得到可压缩气体非线性修正Reynolds方程,用以描述气膜内的气体压力分布。为兼顾数值计算的精度和效率,根据动压气体轴承压力分布的特点,采用频域配点法,分别以Chebyshev多项式和三角多项式作为轴承轴向和周向的基函数,对上述修正Reynolds方程进行离散化求解。基于离散化修正Reynolds方程,分析了微型气体轴承的静态特性,研究了转子转速、轴承偏心率、长径比以及努森数等参数对微型气体轴承的气膜压力分布、承载能力以及载荷相位角的影响。结果表明:在长径比和转子偏心率较小时,可采用不可压缩短轴承理论进行近似计算;随着转子偏心率的增大,轴承承载能力随着轴承数的增大而非线性增长,载荷偏位角亦随轴承数的增大由π/2逐渐减小,即轴承力方向从与转子位移垂直逐渐变化至沿轴承位移方向;微型气体轴承的载荷参数随着努森的增大呈指数衰减,载荷偏位角呈线性衰减。在工作气体温度较低时,承载能力随温度的升高而增大;当温度高于一定值时,承载能力随温度的升高而降低;随着温度的进一步升高,承载能力受温度的影响逐渐减弱。进一步引入转子受轴承力以及外载荷激励力作用时的动力学方程,与离散瞬态修正Reynolds方程耦合,采用轴心轨迹法（Orbit Method）建立微型气体轴承-转子系统动力学方程,用以描述系统在任意时刻的位移和速度。采用数值积分法求解系统动力学方程,研究各系统参数对微型气体轴承-转子系统的平衡点稳定性、系统受迫响应分岔行为特性、以及动态轴承系数的影响,结果表明:系统在不同转速条件下存在平衡点稳定最小和最大偏心率,分别对应转子涡动不稳定和径向发散不稳定;平衡点的稳定性与轴承长径比以及系统努森数有关。随着轴承长径比的减小,系统稳定区域向低偏心率方向偏移。气体的滑移流边界条件增强了系统的平衡点稳定性。系统的动态轴承系数与系统的扰动频率、轴承数以及努森数有关。随着轴承长径比、努森数、转子转速、转子质量以及转子质量偏心量等参数的改变,系统受迫响应出现同步周期解、倍频解以及拟周期解等丰富的非线性特性。以探索微转子系统振动测试方法,进一步认识微转子系统的动力学特性为目的,分别对采用微型球轴承、转轴直径为2 mm的气动微转子平台和采用干摩擦轴承、转轴直径为1.5 mm的电磁型薄膜微电机的动力学行为进行测试。
黄海[7]（2007）在《微型轴承—转子系统动力特性的研究》文中研究指明1987年,加州大学伯克利分校研制成功第一台静电微马达,标志着微机电系统（Micro-Electro-Mechanical Systems,MEMS）时代的到来。MEMS的出现在旋转机械领域带来了一场微小型化革命,以加工微/纳米旋转机械结构和系统为目的的技术应运而生,促进了微转子系统的长足发展,并逐渐成为MEMS研究的热点。作为MEMS的动力源,微马达一直是研究的热点问题。大功率、高转速马达的发展,对转子和轴承间的润滑技术提出了更高的要求。气浮轴承能够满足其相应的要求,如工作转速高、运行阻力低、运行时几乎没有磨损等。因此气浮轴承在微型高速转子的支撑系统中具有独特优势。国际上,诸多着名院所正致力与该领域的理论研究与实用探索。当前微旋转机械的研究主要集中在微转子系统结构的加工工艺与制造、静态特性分析和测量方法等方面。而针对微转子-轴承系统的动力学特性,尤其是振动特性、摩擦磨损特性、动力润滑特性、动态测试和控制技术及可靠性等方面的研究还很少或尚未涉及。与常规宏观机械理论研究不同,MEMS系统具有突出的微尺度效应。它的问世和发展对转子-轴承的动力学提出新的挑战,加强对微转子-轴承动力学的理论和实验研究是一个迫切的课题。因此,本课题的研究对促进微转子动力学发展,加快微旋转机械应用和产业化的步伐,提高使用效率和可靠性具有重要的学术和应用价值。论文的主要内容包括:微机械的历史和发展简介,对微型转子系统的摩擦磨损特性研究,微观条件下气流机制及分子动力学模型分析,气流速度滑移效应对微型气浮轴承性能的影响,微型气浮轴承-转子系统的稳定性分析和动态响应,电磁型薄膜微马达的振动特性的相关实验研究。首先,论文第一章概述了微旋转机械的国内外研究现状,介绍微机械的发展历史和背景。分析微观条件下各种不同动力驱动方式的特点,介绍微马达研究的情况,特别是介绍动力MEMS的发展,重点探讨微尺度效应对各种动力驱动特性的影响。针对微型旋转机械,分析MEMS情况下的转子动力学及其非线性特性,讨论微旋转机械中出现的摩擦磨损与润滑问题。根据对微型气浮轴承在MEMS环境下应用现状的总结,分析了微型气浮轴承的设计与制造、力学特性以及微观效应对微型气浮轴承的影响。文中第二章讨论了微观状态下摩擦与磨损特性的改变及其对微转子系统性能的影响。随着尺度变小,弹性接触时的摩擦系数呈近似指数增大,塑性接触时的摩擦系数呈近似指数增大或减小;磨损系数随着尺度减小而减小。针对微转子平端枢轴模型、锥形枢轴模型和球形枢轴模型三种模型,根据Archard定律,分析不同模型下的摩擦磨损特性及摩擦力矩对微转子系统的影响,发现各种枢轴模型的线磨损率和体积磨损率与操作变量和形状参数有关。针对微电机中典型的转子轴衬摩擦磨损问题,以半球形轴衬为研究对象,分析了微转子轴衬的摩擦磨损特性和轴衬-极板接触副的接触动力学特性,研究了接触副几何结构参数和操作参量对微转子系统摩擦磨损特性的影响,研究结果表明:微转子轴衬偏离转子中心的距离和转子轴衬的半径对线磨损率和体积磨损率的变化都有一定的影响,改变微转子轴衬的几何结构可用于改变系统的摩擦磨损行为,减小轴衬半径或增大轴衬偏离转子中心的距离可以减少摩擦磨损,但同时也会引起线磨损率和体积磨损率增大。在第三章中,利用微观效应对传统Reynolds方程进行修正,并对气流的无量纲流量进行对比分析。根据微加工工艺的特性,微型气浮轴承轴承与转子间的最小间隙达到微米量级甚至更小,在该尺度下,气膜厚度与气体分子的自由行程相当。气流连续的假设在MEMS系统中遇到新的问题,相比之下,滑移流机制更符合实际情况,此时气流在固体边界上发生速度滑移现象。此外,为了提高模拟分析精度,可变硬球分子模型（variable hard sphere, VHS）和可变软球分子模型（variable soft sphere, VSS）成为微观流体力学中两个主要的分子动力学模型。将VHS模型和VSS模型与滑移流模型结合,得到一阶滑移流、二阶滑移流和1.5阶滑移流情况下修正的Reynolds方程。利用解析法对微流体的无量纲流量进行对比分析,发现各种流体模型的流量与逆努森数密切相关。当逆努森数减小时,连续流得到的结果存在明显误差。几种模型在不同逆努森数范围下将分别得到最佳模拟结果。在论文第四章中研究了微型气浮轴承（包括微型气浮径向轴承和微型气浮推力轴承）的力学特性,重点分析了滑移流效应对轴承性能的影响。利用有限差分法对修正的Reynolds方程进行求解,可以得到微型气浮轴承的气压、承载能力、偏位角。根据第三章分析的结论,针对径向轴承和推力轴承,分别选取二阶滑移流和1.5阶滑移流进行分析,并与连续流与一阶滑移流模型结果进行对比,讨论滑移流效应对轴承力学性能的影响。发现滑移流效应明显降低了气压分布,由此导致承载能力降低。在微型气浮推力轴承的分析中,发现滑块尾部的扩散作用导致低于环境气压区域的存在;另一方面由于滑块表面速度随半径而发生变化,因此引起气压分布峰值和谷值略微向半径增大的方向偏移。论文第五章主要研究微型气浮径向轴承支撑的微型转子系统的稳定性问题。微型马达依靠稳定的工作状态来提供平稳的功率输出,因此要求轴承-转子系统能够高速旋转并能抵抗轻微的扰动。当转子受到轻微扰动时,认为轴承力增量与扰动位移成线性关系,由此给出系统线性运动方程,并根据方程右端矩阵的特征值来得到失稳转速。为了得到准确的动态响应,采用非线性轴承力对受扰转子进行数值模拟。结果表明,转子转速对系统稳定性起决定性作用,当工作转速不低于线性失稳转速时才能保证系统稳定工作。受多种因素制约,实际转子总会存在质量偏心。对于高速工作的微型转子,质量偏心对转子系统稳定性产生显着影响。质量偏心率增大时,转子系统的稳定工作转速区间减小,其涡动幅值增大。当质量偏心超过一定程度后,转子系统不能保持稳定工作状态。最后,实验结果分析:利用干摩擦轴承支撑的电磁型薄膜微马达（直径为2mm,6mm）,在较长时间的运转过程中都会出现严重的摩擦,产生发热问题,导致系统不能长时间运行;随着微转子转速的升高,摩擦力增大,定转子间发生碰撞作用,未发生碰摩的时间和发生碰摩时的接触时间越来越短,碰摩越来越频繁,并且,碰摩的不断加重,带来系统严重的发热,最终证明很难提高转速。本文的研究方法和结论对认识并促进MEMS下影响微型旋转机械的摩擦磨损特性,MEMS下的微流体机制与相应的修正方程,微型气浮轴承力学性能,微型转子系统的稳定性分析与动力响应,以及微转子振动特性测试等方面的发展具有一定的科研参考价值。
杨杰伟[8]（2006）在《基于MEMS工艺的轴向磁化永磁微电机结构优化及性能分析》文中研究指明论文针对轴向磁化永磁微电机微小型化的过程中,其转矩和效率的变化、能满足实际应用的最小电机尺寸、该类微电机的最优设计方法以及最优的批量化制造工艺等问题进行了如下研究工作:论述了轴向磁化永磁微电机的研究意义、发展现状,采用有限元软件ANSYS电磁模块对电机微小型化过程中的结构参数进行了仿真分析,分析了主要参数变化对气隙磁密的影响规律,得出了适合不同直径电机的结构参数,以指导该类微电机的实际设计。对电机微小型化过程中的转矩和效率进行了仿真分析和计算,计算了不同直径时的转矩值,得到了定子线圈的最佳布线密度和在结构、转矩及气隙磁密等因素共同限制下电机所能达到的最小尺寸,即直径10mm,厚4mm,通以0.1A的电流时能获得47μN m的转矩。在PCB板上制作出了不同尺寸的定子线圈,采用精密机械加工工艺制作出相应电机转子及相关零部件,制作出若干样机,以验证仿真计算结果,并为利用MEMS工艺技术制作更小线宽及线间距的电机积累了丰厚的基础。对该类型电机定子线圈的制作工艺进行了研究改进,解决了电铸铜线与基片结合不牢、电铸时导线翻边、电铸颗粒过大且均匀性差、电铸高深宽比线圈及批量化制作等具体问题,提高了工艺的可重复性,给出了高深宽比平面绕组线圈设计及制作的成熟工艺。在易于微机械加工的硅片上提出并采用深刻蚀成型电铸工艺制作成了无空洞、小线宽（40μm ）、深线条（80μm ）、性能可靠的高深宽比平面线圈,与轴向充磁永磁环组装成了直径10mm的轴向磁化永磁微电机。对电机搭建了控制电路并进行了控制实验,电机运转平稳、运行可靠、性能良好。
佟建华[9]（2006）在《压电双晶梁在微电机及微力传感器上的应用研究》文中提出压电式传感器和执行器具有结构简单、响应速度快、高频适用性强、驱动和处理电路简单等特点,在超声检测、精密位移和定位、声学及力学量的检测等方面已经得到了广泛的应用。压电双晶梁是一种典型的力学敏感结构,是一种多功能的应用元件。作为执行器,压电双晶梁具有位移放大的特点,可以实现相对大幅度的运动空间,来完成压电叠堆型结构所无法达到的驱动效果;作为传感器,它具有柔性好、灵敏度高的特点,通过优化结构和缩小尺寸,可以测量微小的载荷。随着微电子机械系统（MEMS）技术的不断发展,采用微加工技术制造而成的微型压电悬臂越来越受到研究者的重视,并可望成为更加具有应用前景的微型驱动和传感元件。 本文在对国内外压电式微型传感器和微型执行器的研究现状和存在的问题进行了深入分析和研究的基础上,利用压电双晶梁的结构和功能特点,将其应用于压电微型电机的驱动和微力学量的测量两个方面。主要开展了以下3个方面的研究工作: 1、把压电双晶梁结构应用于压电微型电机。分析了压电双晶梁的结构特点,讨论了双压电层双晶梁和单压电层双晶梁的传感执行模型,重点分析和说明了压电双晶梁在作为执行器时所具有的对压电结构输出位移能够进行放大的特点;研究了串联型压电双晶梁,即串联弯曲臂的椭圆运动轨迹形成机理,并通过实验验证了椭圆运动轨迹的存在以及该结构的位移放大特性,获得了椭圆运动横向和纵向位移随电压幅值和频率变化的规律;首次设计了串联弯曲臂型压电微电机的结构,分析了结构特点以及驱动原理;首次制造了两种不同尺寸和驱动组的串联弯曲臂压电微电机的样机;通过实验测试了电机的性能,得到了电机的输出空载转速、输出转矩与驱动电压幅值、驱动电压频率之间的关系;研究了预紧力以及摩擦磨损对电机的输出性能的影响。实验结果表明,串联弯曲臂压电微电机的输出性能与现有的同类尺寸压电微电机比较,有了较大提高,对于直径为5mm的样机,其输出空载转速可以达到325rpm,输出转矩可以达到36.5μNm。 2、对压电双晶梁结构进行了微型化工艺研究。研究了采用溶胶-凝胶法在硅衬底上制备PZT压电薄膜材料的工艺,分析了衬底对薄膜质量的影响;分析了压电薄膜起泡和开裂的原因,并通过改进热处理条件,避免了该现象的发生。通过测试分析了PZT薄膜的结构特点、RC阻抗特性以及铁电性能参数。测试结果表明,本文所制备的PZT薄膜沿着PZT<111>方向择优生长、阻抗较高、有着优良的铁电性能;PZT薄膜的图形化工艺对其在微器件上的应用具有重要意义,因此本文研究了PZT薄膜的干法和湿法刻蚀工艺。通过改进腐蚀过程,减小了湿法腐蚀造成的侧蚀;并找到了一种有效的ICP
杨朝辉[10]（2004）在《扁平驻极体微电机的研究与仿真》文中认为微机电系统是指集微型结构、微型传感器、微型执行器以及相应的信号处理控制电路等于一体的微型器件或系统，它是机械、材料、信息与自动控制等多种学科相结合的产物。在微型执行器中，通常采用静电电动机作为微机械动力构件，它负责将电信号转换成机械运动，其体积大小和性能优劣直接影响到MEMS的整体品质。 本文介绍了微机电系统和静电电动机的国内外最新的研究动态及其发展趋势，介绍了微机电系统的基础理论，并重点介绍了微机械制造技术。通过对经典驻极体电动机进行结构改造，提出了扁平驻极体微电机的模型，它具有经典驻极体微电机无法比拟的优点。扁平驻极体微电机采用项驱动型结构设计，此结构电动机的输出转矩比侧驱动型静电电动机要大。扁平驻极体微电机的工作原理是电容可变原理，电机转子采用驻极体材料制成，转子表面电荷的衰减时间常数要比驻极体本身形成的周期长得多。本文基于静电学原理，进行了扁平驻极体微电机的建模，对其定转子间的静电力进行分析，导出了单定子微型静电电机系列的输出转矩计算公式，完成了双定子扁平驻极体微电机的设计，给出了2极-2极扁平驻极体微电机的输出力矩计算公式。此外，运用ANSYS软件及其APDL编程语言实现了双定子扁平驻极体微电机定转子间静电场的有限元分析，得到了电机转子在静电场中受到的旋转驱动力，并将其与电机输出转矩的理论值进行了比较分析，其结果同理论值基本一致。最后，通过将双定子扁平驻极体微电机与磁力泵进行比较，探讨了其作为驻极体微泵的可能性和优势，并研究了其作为微型芯片冷却风扇的应用。 扁平驻极体微电机是未来微型执行器的较好选择，可应用于航空航天、军事、医学和其他领域。
二、KEY TECHNOLOGY FOR PRACTICAL 1-mm-DIAMETER ELECTROMAGNETIC MICROMOTOR（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、KEY TECHNOLOGY FOR PRACTICAL 1-mm-DIAMETER ELECTROMAGNETIC MICROMOTOR（论文提纲范文）
（1）新型高压直流继电器结构设计及分析研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究背景 |
| 1.2 课题研究目的和意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 高压直流继电器国内外发展状况 |
| 1.3.2 灭弧技术国内外研究现状 |
| 1.3.3 电弧模型国内外研究现状 |
| 1.4 本论文主要研究内容 |
| 第二章 新型高压直流继电器结构设计 |
| 2.1 新型直流继电器总体结构设计 |
| 2.2 灭弧装置设计及理论分析 |
| 2.2.1 直流电弧的熄灭原理 |
| 2.2.2 新型直流继电器触点参数的确定 |
| 2.2.3 新型直流继电器的灭弧方法 |
| 2.3 机械传动机构设计及参数确定 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 新型高压直流继电器传动机构仿真分析 |
| 3.1 齿轮传动常见的失效模式 |
| 3.2 齿轮传动机构静力学仿真分析 |
| 3.2.1 齿轮传动机构仿真模型及前处理 |
| 3.2.2 有限元模拟结果及分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 新型高压直流继电器电弧仿真分析 |
| 4.1 新型直流继电器电弧仿真模型的建立 |
| 4.1.1 电弧等离子体假设和物性参数 |
| 4.1.2 直流电弧磁流体动力学模型 |
| 4.1.3 新型直流继电器电弧仿真的简化几何模型及边界条件 |
| 4.2 新型直流继电器分断过程电弧仿真分析 |
| 4.3 继电器磁吹灭弧仿真 |
| 4.3.1 外施磁场下电弧的特性 |
| 4.3.2 外施磁场下对触点分断气流场的影响 |
| 4.3.3 不同磁场强度对电弧的影响 |
| 4.4 继电器分断速度对电弧的影响 |
| 4.4.1 不同分断速度对气流的影响 |
| 4.4.2 继电器分断速度对电弧特性的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 新型高压直流继电器试验研究 |
| 5.1 继电器寿命试验准备 |
| 5.2 继电器电气寿命试验 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者及导师简介 |
| 附件 |
（2）内窥式光学相干断层成像及其在上消化道的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 生物光子学简介 |
| 1.2 生物医学(光学)成像简介 |
| 1.3 光学相干断层成像及其应用简介 |
| 1.3.1 光学相干断层成像简介 |
| 1.3.2 OCT发展历史 |
| 1.3.3 内窥式(Endoscopic)OCT研究现状 |
| 1.4 选题背景和研究内容与贡献 |
| 1.5 论文总体结构 |
| 参考文献 |
| 第二章 光学相干断层成像理论和系统构成 |
| 2.1 OCT简介 |
| 2.2 时域OCT原理 |
| 2.3 频域OCT原理 |
| 2.3.1 SD-OCT |
| 2.3.2 SS-OCT |
| 2.4 OCT重要参数 |
| 2.4.1 分辨率 |
| 2.4.2 色散 |
| 2.4.3 成像深度 |
| 2.4.4 信噪比和灵敏度 |
| 2.4.5 深度相关的sensitivity(roll-off) |
| 2.5 频域OCT系统构成 |
| 2.5.1 频域OCT的光源 |
| 2.5.2 频域OCT的干涉仪 |
| 2.5.3 频域OCT的探测器 |
| 2.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 频域OCT信号建模和数值仿真 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 离散化信号采样对FD-OCT的影响 |
| 3.3 FD-OCT信号的IDFT实现 |
| 3.3.1 FD-OCT信号的IDFT仿真 |
| 3.3.2 FD-OCT频域信号的k线性对分辨率的影响 |
| 3.3.3 FD-OCT信号roll-off的仿真 |
| 3.3.4 光在介质中的色散对OCT纵向分辨率的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于FD-OCT的层析衰减系数计算方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 衰减系数估算方法模型 |
| 4.2.1 现有方法的估算误差分析 |
| 4.2.2 无高估误差的层析衰减系数计算方法 |
| 4.3 成像系统及实验方法 |
| 4.3.1 SS-OCT成像系统 |
| 4.3.2 纵向点扩散函数(PSF)矫正方法 |
| 4.3.3 仿体制备方法和体外成像步骤 |
| 4.4 实验结果及讨论分析 |
| 4.4.1 数值仿真结果 |
| 4.4.2 仿体实验结果 |
| 4.4.3 人体舌腹白斑实验结果 |
| 4.5 本文算法的鲁棒性推导 |
| 4.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 超紧凑型手持式前向扫描OCT探头 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 低价、超紧凑手持式前向扫描探头设计 |
| 5.2.1 光学设计 |
| 5.2.2 机械设计 |
| 5.3 成像装置及实验方法 |
| 5.3.1 1300 nm快速扫频SS-OCT系统 |
| 5.3.2 人体试验方法和数据采集 |
| 5.4 人体实验结果及讨论分析 |
| 5.4.1 在体牙龈和口腔粘膜成像实验 |
| 5.4.2 舌腹白斑的成像实验 |
| 5.4.3 在体口腔溃疡成像实验 |
| 5.4.4 在体牙齿成像实验 |
| 5.4.5 在体面部皮肤成像实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 超高分辨率侧向扫描OCT胶囊 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 侧向扫描胶囊内窥探头设计 |
| 6.2.1 光学和机械设计以及装配 |
| 6.2.2 色差矫正评估 |
| 6.2.3 散光评估 |
| 6.3 成像装置及实验方法 |
| 6.3.1 800 nm超高分辨率OCT系统 |
| 6.3.2 离体动物实验方法 |
| 6.3.3 在体动物实验方法 |
| 6.3.4 内窥镜OCT激光消融标记设置 |
| 6.4 实验结果及讨论分析 |
| 6.4.1 离体猪食道的成像 |
| 6.4.2 活体羊食道成像和激光标记 |
| 6.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 论文总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 作者简历 |
| 学习经历 |
| 成果清单 |
（3）电动自行车用BLDCM优化设计及控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的来源背景及研究意义 |
| 1.2 永磁无刷直流电机应用现状及研究 |
| 1.2.1 永磁无刷直流电机应用范畴 |
| 1.2.2 永磁无刷直流电机的国内外研究现状 |
| 1.3 永磁无刷直流电机的基本结构 |
| 1.4 永磁无刷直流电机的数学模型 |
| 1.5 课题研究内容 |
| 1.6 本章小结 |
| 第二章 永磁无刷直流电机的实用设计及计算 |
| 2.1 永磁无刷直流电机实用设计方法探讨 |
| 2.2 永磁无刷直流电机的目标设计 |
| 2.3 永磁无刷直流电机的目标设计理论推导 |
| 2.3.1 BLDCM的气隙设计 |
| 2.3.2 BLDCM绕组匝数的目标设计 |
| 2.3.3 BLDCM定子冲片的目标设计 |
| 2.4 电动自行车对驱动永磁无刷直流电机的性能要求 |
| 2.5 永磁无刷直流电机主要尺寸和参数的设计与计算 |
| 2.5.1 BLDCM相数、电磁功率和气隙的选取 |
| 2.5.2 BLDCM电负荷和磁负荷的选取 |
| 2.5.3 BLDCM电流密度的选取 |
| 2.5.4 BLDCM定子内径与极弧系数的选取 |
| 2.5.5 BLDCM极槽配合的选取 |
| 2.5.6 BLDCM磁钢的选取 |
| 2.5.7 BLDCM电枢绕组的设计和定转子铁心材料的选取 |
| 2.6 永磁无刷直流电机设计的详细流程 |
| 2.6.1 BLDCM设计主要指标 |
| 2.6.2 BLDCM主要尺寸的确定 |
| 2.6.3 BLDCM定子结构的确定 |
| 2.6.4 BLDCM转子结构的确定 |
| 2.6.5 BLDCM转子磁钢的确定 |
| 2.6.6 电路参数的确定 |
| 2.6.7 损耗计算 |
| 2.7 行星齿轮减速器的选择 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 永磁无刷直流电机的电磁分析 |
| 3.1 永磁无刷直流电机的有限元理论 |
| 3.1.1 BLDCM的电磁场数学模型 |
| 3.1.2 矢量磁位 |
| 3.1.3 泊松方程 |
| 3.1.4 边界条件 |
| 3.1.5 BLDCM内磁场数学模型 |
| 3.2 JMAG有限元分析的基本步骤 |
| 3.3 BLDCM仿真建模 |
| 3.3.1 电机本体建模 |
| 3.3.2 BLDCM的材料定义 |
| 3.3.3 BLDCM的分析条件设置 |
| 3.3.4 BLDCM的功率变换电路设置 |
| 3.3.5 BLDCM的网格剖分 |
| 3.3.6 BLDCM的求解计算 |
| 3.4 BLDCM的电磁分析 |
| 3.4.1 BLDCM的定位力矩分析 |
| 3.4.2 BLDCM的磁通密度分析 |
| 3.4.3 BLDCM的相反电动势分析 |
| 3.4.4 BLDCM的相电流分析 |
| 3.4.5 BLDCM的电磁转矩分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 BLDCM的分数阶滑模转速控制器设计 |
| 4.1 滑模控制基础原理 |
| 4.2 滑模面的设计方法 |
| 4.3 滑模控制的抖振问题 |
| 4.4 分数阶积分的优点 |
| 4.5 分数阶方程的定义 |
| 4.6 分数阶与滑模控制相结合的转速控制器设计 |
| 4.7 稳定性证明 |
| 4.8 滑模存在的条件 |
| 4.9 本章小结 |
| 第五章 永磁无刷直流电机控制系统的仿真 |
| 5.1 系统仿真 |
| 5.2 BLDCM的速度跟踪仿真比较 |
| 5.3 BLDCM控制系统的鲁棒性能仿真比较 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 永磁无刷直流电机控制系统软件设计和实验研究 |
| 6.1 永磁无刷直流电机控制系统软件设计流程 |
| 6.2 实验研究与分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术成果目录 |
（4）采油用潜油直线电机动态特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.1.1 直线电机简介 |
| 1.1.2 课题背景 |
| 1.1.3 课题意义 |
| 1.2 采油用潜油直线电机研究现状 |
| 1.2.1 采油用潜油直线电机国外研究现状 |
| 1.2.2 采油用潜油直线电机国内研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第2章 采油用潜油直线电机结构设计与改进 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 定子单元设计 |
| 2.2.1 定子单元接头形式的选择及设计 |
| 2.2.2 定子单元接头重合度计算 |
| 2.2.3 定子单元设计 |
| 2.2.4 三坐标测量仪对定子单元进行同轴度误差测量 |
| 2.3 定子单元接头焊接工装 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 永磁同步电机径向不平衡电磁拉力分析计算 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 采油用潜油直线电机径向不平衡电磁拉力产生原因 |
| 3.3 ANSYS Maxwell简介 |
| 3.4 磁场的有限元计算基本理论 |
| 3.4.1 基本假设 |
| 3.4.2 三维静磁场计算原理 |
| 3.4.3 三维磁场力的计算原理 |
| 3.5 建立有限元模型 |
| 3.5.1 建立采油用潜油直线电机的ANSYS Maxwell的有限元模型 |
| 3.5.2 材料定义 |
| 3.5.3 网格划分 |
| 3.5.4 激励的施加 |
| 3.5.5 边界条件和其他求解的设置 |
| 3.6 有限元计算结果的后处理及有限元结果分析 |
| 3.6.1 直线电机推力和径向不平衡电磁拉力分析 |
| 3.6.2 定子和动子同轴度存在误差时推力和径向不平衡力的计算 |
| 3.7 采油用潜油直线电机径向不平衡电磁拉力的预防措施 |
| 3.8 本章小节 |
| 第4章 动子模态分析及响应分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模态分析 |
| 4.2.1 模态分析理论基础 |
| 4.2.2 模态分析意义 |
| 4.2.3 采油用潜油直线电机动子模态分析 |
| 4.2.4 参数对模态参数的影响 |
| 4.3 采油用潜油直线电机动子瞬态分析 |
| 4.3.1 瞬态分析理论 |
| 4.3.2 采油用潜油直线电机动子瞬态分析过程 |
| 4.3.3 瞬态分析结果 |
| 4.4 同轴度误差对采油用潜油直线电机动子的影响 |
| 4.5 本章小节 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（5）微电机关键零部件公差设计建模与优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究意义 |
| 1.2 国内外公差设计的研究现状 |
| 1.2.1 公差分析 |
| 1.2.2 公差综合 |
| 1.3 微电机介绍 |
| 1.3.1 微电机国内外研究现状 |
| 1.3.2 微电机分类 |
| 1.3.3 永磁直流微电机主要零部件 |
| 1.3.4 永磁直流微电机的工作原理 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 影响微电机质量的主要因素及其权重分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 影响微电机质量的主要因素 |
| 2.3 权重计算方法的研究 |
| 2.3.1 BP 神经网络求权重方法 |
| 2.3.2 二元对比排序法求权重方法 |
| 2.4 微电机质量影响因素权重分析 |
| 2.4.1 关键零部件制造误差对其性能影响的权重分析 |
| 2.4.2 性能对微电机质量影响的权重分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 微电机关键部件公差成本建模 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 加工成本模型 |
| 3.2.1 常用的加工成本数学模型 |
| 3.2.2 微电机关键零部件加工成本建模 |
| 3.2.3 微电机关键部件总加工成本 |
| 3.3 Taguchi 质量损失观 |
| 3.3.1 Taguchi 质量损失模型 |
| 3.3.2 Taguchi 质量损失模型的缺点 |
| 3.4 产品级质量损失模型 |
| 3.4.1 质量损失成本建模 |
| 3.4.2 质量损失函数 |
| 3.4.3 微电机关键零部件质量损失 |
| 3.5 微电机关键零部件公差成本 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 关键零部件尺寸偏差与性能偏差关系建模 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 关键零部件尺寸偏差与性能偏差关系 |
| 4.2.1 零部件尺寸偏差与性能偏差关系的分析 |
| 4.2.2 零部件尺寸与性能关系的二阶泰勒展开式 |
| 4.3 零部件尺寸偏差与性能偏差关系回归分析模型 |
| 4.3.1 空载电流偏差回归模型 |
| 4.3.2 空载转速偏差回归模型 |
| 4.3.3 负载电流偏差回归模型 |
| 4.3.4 负载转速偏差回归模型 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 关键零部件公差优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 公差优化建模 |
| 5.2.1 目标函数 |
| 5.2.2 约束条件 |
| 5.3 公差优化及其结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A：攻读硕士学位期间的研究成果 |
| 附录 B：尺寸偏差与性能偏差数据 |
| 附录 C：现场照片 |
（6）微型转子轴承系统动力学问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景及意义 |
| 1.2 课题研究现状 |
| 1.2.1 微型旋转机械发展现状 |
| 1.2.2 微型旋转机械的轴承动力润滑研究现状 |
| 1.2.3 MEMS 器件中的摩擦、磨损问题研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究工作 |
| 第2章 微转子系统中的微观效应 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 MEMS 系统中的微观力分析 |
| 2.3 微观力对微型转子系统的影响分析 |
| 2.3.1 系统平衡点 |
| 2.3.2 稳定性分析 |
| 2.3.3 系统自由振动 |
| 2.3.4 系统不平衡响应 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 微子系统摩擦磨损尺度效应研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 半球电刷模型 |
| 3.3 载荷分析 |
| 3.4 考虑尺度效应的磨损模型 |
| 3.5 数值计算结果 |
| 3.5.1 毛细效应 |
| 3.5.2 静电耦合效应 |
| 3.5.3 电刷半径影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 微转子系统径向气体轴承静态性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 超薄气体润滑理论 |
| 4.2.1 气体边界滑移流效应 |
| 4.2.2 修正Reynolds 方程 |
| 4.2.3 数值方法 |
| 4.3 静态特性分析 |
| 4.3.1 气体压力分布 |
| 4.3.2 承载能力 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 微转子系统径向气体轴承稳定性及动力特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 系统动力学模型 |
| 5.3 平衡点稳定性分析 |
| 5.3.1 稳定性边界的确定 |
| 5.3.2 稳定性边界计算结果 |
| 5.3.3 涡动频率比 |
| 5.4 动态轴承系数 |
| 5.4.1 动态轴承系数的计算 |
| 5.4.2 数值计算及结果 |
| 5.5 系统非线性分岔行为分析 |
| 5.5.1 转子转速影响 |
| 5.5.2 努森数的影响 |
| 5.5.3 轴承长径比影响 |
| 5.5.4 转子偏心量影响 |
| 5.5.5 转子质量影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 实验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验装置与测试系统 |
| 6.2.1 转子系统 |
| 6.2.2 测试系统 |
| 6.3 实验主要内容与结果分析 |
| 6.3.1 气动微转子平台 |
| 6.3.2 电磁型微电机 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 全文工作总结 |
| 7.2 本文的创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间已发表或录用的论文 |
（7）微型轴承—转子系统动力特性的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 MEMS 的发展概况 |
| 1.1.1 MEMS 定义 |
| 1.1.2 MEMS 的发展现状 |
| 1.2 微旋转机械研究现状 |
| 1.2.1 微马达研究现状 |
| 1.2.2 动力MEMS |
| 1.2.3 动力驱动的微尺度效应 |
| 1.3 MEMS 转子动力学及其非线性特性 |
| 1.3.1 MEMS 转子动力学建模与分析 |
| 1.3.2 MEMS 转子动力学研究中存在的问题 |
| 1.4 微型轴承 |
| 1.4.1 微型气浮轴承的设计、加工问题 |
| 1.4.2 微型气浮轴承动力学特性分析 |
| 1.5 本文的研究工作 |
| 1.5.1 本文研究内容、研究目标与拟解决问题 |
| 1.5.2 研究方法和技术路线 |
| 1.5.3 本文的创新性 |
| 1.6 本文的结构纲要 |
| 第二章 微转子系统摩擦磨损特性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 摩擦磨损的尺度效应 |
| 2.2.1 微尺度效应对摩擦特性的影响 |
| 2.2.2 微尺度效应对磨损特性的影响 |
| 2.3 微转子枢轴摩擦磨损特性分析 |
| 2.3.1 MEMS 旋转微枢轴模型 |
| 2.3.2 数值计算与结果分析 |
| 2.4 微转子轴衬摩擦磨损特性分析 |
| 2.4.1 滑动磨损模型 |
| 2.4.2 数值计算与结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 微型气浮轴承的修正方程及滑移特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 微流体的研究方法 |
| 3.3 修正的REYNOLDS 方程 |
| 3.3.1 Reynolds 方程 |
| 3.3.2 滑移流模型 |
| 3.3.3 VHS 和VSS 分子模型 |
| 3.4 轴承压力计算的有限差分法 |
| 3.5 流量分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 微型气浮轴承性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 微型气浮径向轴承性能分析 |
| 4.2.1 气压分布 |
| 4.2.2 承载能力 |
| 4.2.3 偏位角 |
| 4.3 微型气浮推力轴承性能分析 |
| 4.3.1 气压分布 |
| 4.3.2 承载能力 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 微型气浮轴承－转子系统稳定性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 系统运动方程 |
| 5.3 系统的线性稳定性 |
| 5.3.1 系统的线性失稳速度 |
| 5.3.2 动特性系数 |
| 5.4 微转子系统稳定性及响应分析 |
| 5.5 偏心微转子系统稳定性及响应分析 |
| 5.5.1 偏心率对稳定状态的影响 |
| 5.5.2 偏心率对涡动幅值的影响 |
| 5.5.3 偏心率对失稳转速的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 实验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验目的与内容 |
| 6.3 实验装置与测试系统 |
| 6.4 主要结果与分析 |
| 6.4.1 6mm 电磁型微电机转子的振动特性 |
| 6.4.2 2mm 电磁型微电机转子的振动特性 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文工作总结 |
| 7.1.1 本文主要研究工作 |
| 7.1.2 本文主要研究结论 |
| 7.2 本文的创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间已发表或录用的论文 |
| 上海交通大学学位论文答辩决议书 |
（8）基于MEMS工艺的轴向磁化永磁微电机结构优化及性能分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 微电机种类及国内外研究现状 |
| 1.3 微电机的应用前景及发展趋势 |
| 1.4 微电机制作工艺 |
| 1.5 本文研究的主要内容 |
| 第二章 轴向磁化永磁微电机结构优化及工作原理分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 轴向磁化永磁微电机永磁材料的选择 |
| 2.3 轴向磁化永磁微电机主要结构尺寸分析 |
| 2.4 轴向磁化永磁微电机永磁转子设计及制作 |
| 2.5 基于有限元方法的轴向磁化永磁微电机结构参数分析 |
| 2.6 轴向磁化永磁微电机工作原理 |
| 2.7 小结 |
| 第三章 轴向磁化永磁微电机性能分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 轴向磁化永磁微电机热分析 |
| 3.3 轴向磁化永磁微电机转矩的有限元分析及最小尺寸的确定 |
| 3.4 轴向磁化永磁微电机转矩的解析计算 |
| 3.5 轴向磁化永磁微电机工作特性 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 轴向磁化永磁微电机定子线圈制作工艺研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 轴向磁化永磁微电机定子线圈的制作 |
| 4.3 轴向磁化永磁微电机定子线圈制作中关键工艺的研究 |
| 4.4 与定子线圈研究相关的微机械工艺实验设备 |
| 4.5 小结 |
| 第五章 轴向磁化永磁微电机驱动方式及控制电路设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 轴向磁化永磁微电机驱动方式选择 |
| 5.3 轴向磁化永磁微电机控制电路设计 |
| 5.4 小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 附录1：有限元计算程序一例 |
| 附录2：定子线圈的宏命令流 |
| 攻读博士期间发表论文情况 |
| 作者简介 |
| 致谢 |
（9）压电双晶梁在微电机及微力传感器上的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 |
| 1.2 MEMS概述 |
| 1.3 压电微型传感器和执行器的研究现状 |
| 1.3.1 压电材料的发展 |
| 1.3.2 压电传感器的研究现状 |
| 1.3.3 微力学量的检测及压电微力传感器的研究现状 |
| 1.3.4 压电执行器的研究现状 |
| 1.3.5 压电电机的国内外研究现状 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 2 压电双晶梁在微电机上的应用研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 压电效应及压电双晶梁的特点 |
| 2.2.1 压电效应及压电方程 |
| 2.2.2 PZT压电陶瓷材料的特性 |
| 2.2.3 压电双晶梁的结构 |
| 2.2.4 压电双晶梁的传感执行模型 |
| 2.3 串联弯曲臂的结构及特性 |
| 2.3.1 串联弯曲臂的结构 |
| 2.3.2 串联弯曲臂的椭圆运动机理研究 |
| 2.3.3 串联弯曲臂椭圆运动测试试验 |
| 2.4 串联臂压电微电机的结构设计 |
| 2.4.1 串联弯曲臂压电微电机的结构 |
| 2.4.2 电机部分组件设计及受力分析 |
| 2.4.3 串联臂压电微电机的驱动电源 |
| 2.5 串联臂压电微电机样机的制造和性能测试 |
| 2.5.1 单组驱动臂样机制造和性能测试 |
| 2.5.2 双组驱动臂样机制造和性能测试 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 硅基微型压电双晶梁的制作工艺研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 PZT薄膜的制备工艺研究 |
| 3.2.1 PZT薄膜的主要制备方法 |
| 3.2.2 溶胶凝胶法制备PZT薄膜 |
| 3.2.3 PZT薄膜的测试分析 |
| 3.3 硅基PZT薄膜微型悬臂的制作工艺研究 |
| 3.3.1 硅基PZT薄膜微型悬臂的结构 |
| 3.3.2 体加工和双面对准 |
| 3.3.3 硅基PZT薄膜微型悬臂的制作 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 微型压电双晶梁的动力学计算及在微力测量上的初步研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 硅基PZT薄膜微型悬臂的运动学分析 |
| 4.2.1 压电悬臂梁的结构模型 |
| 4.2.2 中性层的确定 |
| 4.2.3 弯曲振动位移模型 |
| 4.2.4 电荷量的计算 |
| 4.2.5 静态模型 |
| 4.3 硅基PZT薄膜微型悬臂结构的有限元计算 |
| 4.3.1 材料参数的选择 |
| 4.3.2 模型的建立 |
| 4.3.3 静态分析 |
| 4.3.4 模态分析 |
| 4.4 压电薄膜悬臂式微力传感器的设计 |
| 4.5 微力传感器的标定系统的设计 |
| 4.5.1 静态力学标定 |
| 4.5.2 动态力学标定 |
| 4.5.3 微力传感器标定系统的组成部分 |
| 4.6 微力传感器应用的初步设想 |
| 4.7 本章小节 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 全文结论 |
| 5.2 后续工作展望 |
| 创新点摘要 |
| 致谢 |
| 作者攻读博士学位期间发表学术论文情况 |
| 参考文献 |
（10）扁平驻极体微电机的研究与仿真（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 MEMS的定义 |
| 1.3 MEMS的研究发展状况 |
| 1.3.1 国外MEMS技术的研究现状 |
| 1.3.2 国内MEMS技术的研究现状 |
| 1.4 MEMS的应用及发展趋势 |
| 第二章 静电电动机及其研究发展状况 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 静电电动机的原理 |
| 2.3 静电电动机的分类 |
| 2.4 静电电动机的研究现状 |
| 2.5 静电电动机的应用及发展趋势 |
| 第三章 微型静电电动机的理论基础 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 驻极体 |
| 3.2.1 驻极体及其基本性质概述 |
| 3.2.2 聚合物薄膜驻极体材料 |
| 3.2.3 驻极体的应用 |
| 3.3 扁平驻极体微电机的建模 |
| 3.3.1 1极-1极扁平驻极体微电机 |
| 3.3.2 1极-2极扁平驻极体微电机 |
| 3.3.3 2极-2极扁平驻极体微电机 |
| 3.3.4 m极-n极扁平驻极体微电机 |
| 第四章 扁平驻极体微电机的设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 MEMS基础理论 |
| 4.2.1 尺寸效应 |
| 4.2.2 微机械常用材料 |
| 4.2.3 微构造的机械特性 |
| 4.2.4 微构造的振动特性 |
| 4.2.5 摩擦磨耗的减小方法 |
| 4.2.6 微机械制造技术 |
| 4.3 双定子扁平驻极体微电机的设计 |
| 4.3.1 1极-2扁平驻极体微电机 |
| 4.3.2 2极-2极扁平驻极体微电机 |
| 第五章 扁平驻极体微电机的数值分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Ansys程序简介及其应用 |
| 5.2.1 ANSYS在微机电系统(MEMS)设计中的应用 |
| 5.2.2 ANSYS在电机设计中的应用 |
| 5.3 扁平驻极体微电机的数值模拟 |
| 5.3.1 问题描述 |
| 5.3.2 预期的分析结果 |
| 5.3.3 图形用户界面方法(GUI Method) |
| 5.3.4 结果分析 |
| 5.3.5 APDL命令程序(Command Method) |
| 第六章 扁平驻极体微电机的应用研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 驻极体微泵 |
| 6.2.1 磁力泵 |
| 6.2.2 驻极体微泵 |
| 6.3 风扇 |
| 结束语 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
四、KEY TECHNOLOGY FOR PRACTICAL 1-mm-DIAMETER ELECTROMAGNETIC MICROMOTOR（论文参考文献）
- [1]新型高压直流继电器结构设计及分析研究[D]. 郭文星. 北京化工大学, 2020(02)
- [2]内窥式光学相干断层成像及其在上消化道的应用[D]. 李凯彦. 东南大学, 2020
- [3]电动自行车用BLDCM优化设计及控制策略研究[D]. 张宇翔. 曲阜师范大学, 2020(01)
- [4]采油用潜油直线电机动态特性研究[D]. 杨通. 燕山大学, 2019(03)
- [5]微电机关键零部件公差设计建模与优化[D]. 张俊. 湖南科技大学, 2012(06)
- [6]微型转子轴承系统动力学问题研究[D]. 周健斌. 上海交通大学, 2009(01)
- [7]微型轴承—转子系统动力特性的研究[D]. 黄海. 上海交通大学, 2007(06)
- [8]基于MEMS工艺的轴向磁化永磁微电机结构优化及性能分析[D]. 杨杰伟. 中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所）, 2006(05)
- [9]压电双晶梁在微电机及微力传感器上的应用研究[D]. 佟建华. 大连理工大学, 2006(04)
- [10]扁平驻极体微电机的研究与仿真[D]. 杨朝辉. 西北工业大学, 2004(03)