可调磁体：面向动态与精密应用的建模与验证
系统与控制
2022-10-04 v1 系统与控制
摘要
执行器自热限制了可达成力并会引起不期望的结构变形。这在需要执行器长时间维持稳定位置的准静态驱动系统中尤为明显。作为解决方案，我们采用可调磁体概念。可调磁体依靠 AlNiCo 的原位磁化状态调节来产生无限可调的磁通。其由 AlNiCo 低矫顽力永磁体与磁化线圈组成。调节后，AlNiCo 无需进一步能量输入即可保持磁场，从而消除了静态热耗散。为在执行器系统中实现应用，AlNiCo 需在变化的系统气隙下稳健可调。我们通过基于执行器磁路模型、实测 AlNiCo BH 数据与气隙磁通反馈控制实现的磁化状态调节方法达成此目标。所提调节方法含两个主要步骤：预测步骤，确定所需磁体工作点；退磁步骤，反馈控制器驱动退磁电流逼近该工作点。将此方法用于磁阻执行器配置中的 AlNiCo 5 可调磁体，我们在 200 "{\mu}m" 气隙范围内实现了最大误差 15.86 "mT"、最小精度 0.67 "mT" 的调节。凭借该调节精度，静态时段执行器发热几乎被消除，仅需微小偏置电流补偿调节误差。
引用
@article{arxiv.2210.00142,
title = {Tunable Magnets: modeling and validation for dynamic and precision applications},
author = {Silvan G. Viëtor and Jo W. Spronck and S. Hassan HosseinNia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.00142},
year = {2022}
}