НЕЛИНЕЙНАЯ ДИНАМИКА МИКРОМЕХАНИЧЕСКОГО НЕКОНТАКТНОГО ИНДУКЦИОННОГО ПОДВЕСА

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Тек жазылушылар үшін

Аннотация

В работе выполняется построение и исследование нелинейной электромеханической модели движения микромасштабного проводящего недеформируемого кольца в неконтактном электромагнитном индукционном подвесе. Аналитически найдены положения равновесия кольца, исследована их устойчивость, построены соответствующие бифуркационные диаграммы. С применением асимптотических методов нелинейной механики исследована нелинейная динамика системы вблизи ее положения равновесия. Проведена линеаризация системы вблизи ее положения равновесия, получено выражение для магнитной жесткости подвеса. Рассмотрена возможность использования электростатических полей для управления величиной суммарной линейной жесткости левитирующего подвеса.

Авторлар туралы

Д. Скубов

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого; Институт проблем машиноведения Российской академии наук

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: skubov.dsk@yandex.ru
Россия, Санкт-Петербург; Россия, Санкт-Петербург

Д. Индейцев

Институт проблем машиноведения Российской академии наук

Email: k.poletkin@gmail.com
Россия, Санкт-Петербург

П. Удалов

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: pp_udalov@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

И. Попов

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: popov_ia@spbstu.ru
Россия, Санкт-Петербург

А. Лукин

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: lukin_av@spbstu.ru
Россия, Санкт-Петербург

К. Полеткин

Institute of Microstructure Technology, Karlsruhe Institute of Technology

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: k.poletkin@gmail.com
Germany, Karlsruhe

Әдебиет тізімі

  1. Post R.F., Ryutov D.D. The Inductrack: A simpler approach to magnetic levitation // IEEE Trans. Appl. Supercond. 2000. V. 10. № 1. P. 901–904. https://doi.org/10.1109/77.828377
  2. Kordyuk A.A. Magnetic levitation for hard superconductors // J. Appl. Phys. 1998. V. 83. № 1. P. 610–612. https://doi.org/10.1063/1.366648
  3. Крюков О.В. Преимущества электромагнитного подвеса приводных электродвигателей газоперекачивающих агрегатов // Главный энергетик. 2015. Т. 5–6. № 9. С. 16–23.
  4. Han H., Kim D. Magnetic levitation. Springer. 2016. https://doi.org/10.1007/978-94-017-7524-3
  5. Maxwell J. Electricity and magnetism. Dover New York. 1954. V. 2.
  6. Poletkin K.V., Chernomorsky A.I., Shearwood C. Proposal for micromachined accelerometer, based on a contactless suspension with zero spring constant // IEEE Sens. J. 2012. V. 12. № 7. P. 2407–2413. https://doi.org/10.1109/JSEN.2012.2188831
  7. Poletkin K.V., Asadollahbaik A., Kampmann R., Korvink J. Levitating micro-actuators: A review // Actuators. 2018. V. 7. № 2. P. 17. https://doi.org/10.3390/act7020017
  8. Lu Z., Poletkin K., den Hartogh B. et al. 3D micro-machined inductive contactless suspension: Testing and modeling // Sens. Actuator A Phys. 2014. V. 220. P. 134–143. https://doi.org/10.1016/j.sna.2014.09.017
  9. Poletkin K., Lu Z., Wallrabe U., Badilita V. A new hybrid micromachined contactless suspension with linear and angular positioning and adjustable dynamics // J. Microelectromechanical Syst. 2015. V. 24. № 5. P. 1248–1250. https://doi.org/10.1109/JMEMS.2015.2469211
  10. Poletkin K., Lu Z., Wallrabe U. et al. Stable dynamics of micro-machined inductive contactless suspensions // Int. J. Mech. Sci. 2017. V. 131–132. P. 753–766. https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2017.08.016
  11. Poletkin K. On the static pull-in of tilting actuation in electromagnetically levitating hybrid micro-actuator: Theory and experiment // Actuators. 2021. V. 10. № 10. P. 256. https://doi.org/10.3390/act10100256
  12. Poletkin K.V. Static pull-In behavior of hybrid levitation microactuators: Simulation, modeling, and experimental study // IEEE/ASME Trans. Mechatron. 2021. V. 26. № 2. P. 753–764. https://doi.org/10.1109/TMECH.2020.2999516
  13. van de Vegte J. Feedback control systems // Automatica. 1996. V. 6. № 32. P. 945–946.
  14. Poletkin K.V., Shalati R., Korvink J.G., Badilita V. Pull-in actuation in hybrid micromachined contactless suspension // J. Phys.: Conf. Ser. 2018. V. 1052. P. 012035. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1052/1/012035
  15. Poletkin K.V., Lu Z., Wallrabe U. et al. A qualitative technique to study stability and dynamics of micro-machined inductive contactless suspensions // 2017 19th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems (TRANSDUCERS). 2017. P. 528–531. https://doi.org/10.1109/TRANSDUCERS.2017.7994102.
  16. Poletkin K.V. Calculation of magnetic force and torque between two arbitrarily oriented circular – laments using Kalantarov–Zeitlin’s method // Int. J. Mech. Sci. 2022. V. 220. P. 107159. https://doi.org/10.1016/j.ijmecsci.2022.107159
  17. Poletkin K. Levitation micro-systems: Applications to sensors and actuators. Springer Nature. 2020. https://doi.org/10.1007/978-3-030-58908-0
  18. Rosa E., Grover F. Formulas and tables for the calculation of mutual and self-inductance. No. 169. US Government Printing Office. 1948.
  19. Poletkin K.V., Korvink J.G. Modeling a pull-in instability in micro-machined hybrid contactless suspension // Actuators. 2018. V. 7. № 1. P. 11. https://doi.org/10.3390/act7010011
  20. Lu Z., Poletkin K., Wallrabe U., Badilita V. Performance characterization of micromachined inductive suspensions based on 3D wire-bonded microcoils // Micromachines. 2014. V. 5. № 4. P. 1469–1484. https://doi.org/10.3390/mi5041469
  21. Тамм И.Е. Основы теории электричества. М.: Физматлит. 2003.
  22. Калантаров П.Л., Цейтлин Л.А. Расчет индуктивностей. Справочная книга. Л.: Энергоатомиздат. 1986.
  23. Nayfeh A.H. Perturbation methods. John Wiley & Sons. 2008. https://doi.org/10.1002/9783527617609
  24. Kuznetsov Yu. A. Elements of applied bifurcation theory. Springer-Verlag. 1998. https://doi.org/10.1007/978-1-4757-3978-7
  25. Dhooge A., Govaerts W., Kuznetsov Yu.A. MATCONT: A MATLAB Package for numerical bifurcation analysis of ODEs // ACM Trans. Math. Softw. 2003. V. 29. № 2. P. 141–164. https://doi.org/10.1145/779359.779362
  26. Higham D., Higham N. MATLAB Guide. Third edition. Society for Industrial and Applied Mathematics. 2017. P. 500. ISBN: 978-1-61197-465-2.
  27. Williams C.B., Shearwood C., Mellor P.H., Yates R.B. Modelling and testing of a frictionless levitated micromotor // Sens. Actuator A Phys. 1997. V. 61. № 1. P. 469–473. https://doi.org/10.1016/S0924-4247(97)80307-X

© Д.Ю. Скубов, Д.А. Индейцев, П.П. Удалов, И.А. Попов, А.В. Лукин, К.В. Полеткин, 2023

Осы сайт cookie-файлдарды пайдаланады

Біздің сайтты пайдалануды жалғастыра отырып, сіз сайттың дұрыс жұмыс істеуін қамтамасыз ететін cookie файлдарын өңдеуге келісім бересіз.< / br>< / br>cookie файлдары туралы< / a>