王辉
- 作品数：9 被引量：31H指数：3
- 供职机构：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室更多>>
- 发文基金：中国人民解放军总装备部预研基金国家自然科学基金国家科技重大专项更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术电气工程机械工程自动化与计算机技术更多>>
- 用于卫星姿控的动量飞轮盘式电动机设计被引量：2
- 2013年
- 为适应微小卫星的尺寸,提高飞轮的转动惯量/质量比,实现姿控飞轮的轻量化,设计了一种飞轮用盘式永磁无刷直流电动机(简称盘式电动机)。根据飞轮转动惯量要求设计盘式电动机的整体结构,确定电枢直径比;通过对盘式电动机磁路的分析,推导磁钢尺寸与气隙长度的关系;采用有限元法确定磁极对数,给出等效气隙磁通密度计算方法;通过建立绕组参数与盘式电动机额定数据间的关系,给出绕组设计公式并进行仿真分析。根据此方法设计加工了一台飞轮样机,并对此样机进行实验验证。结果表明,感应电动势计算值与实测值最大误差为6.3%,证明了设计方法的正确性。
- 张磊张磊王辉王辉
- 关键词：气隙磁通密度感应电动势样机
- 微缩投影系统的计算机辅助装调被引量：2
- 2014年
- 为了解决主次镜结构的微缩投影系统在计算机辅助装调过程中的补偿器耦合问题,实现补偿器的合理筛选,介绍了一种基于光学系统敏感矩阵奇异值分解的计算机辅助装调算法。建立了微缩投影系统装调模型,针对算法和模型开展了计算机辅助装调实验。用光学软件CODE V建立了光学系统模型,采用零位补偿器检测获得了非球面元件面形;基于灵敏度矩阵的分析结果指导微缩投影系统优化,并将优化后的结构参数作为系统光机结构机械装配和定位的基准。新建立的系统装调模型更接近实际装调过程,能更有效地指导装调,解决了补偿器间的耦合问题,加快了装调过程的收敛。最后,基于自行研发的高精度干涉仪完成了计算机辅助装调实验。实验显示系统波像差由46.39nmRMS收敛至20.73nmRMS,验证了装调算法和模型的准确性。
- 谢耀于杰王丽萍王辉周烽
- 关键词：计算机辅助装调奇异值分解
- 基于CAN总线通信的反作用飞轮控制系统设计与实现被引量：2
- 2014年
- 针对卫星高小型化、可靠性通信等要求,提出了一种以FPGA为主控制器,基于双路切换CAN总线通信的反作用飞轮控制系统的设计与实现方法。对CAN总线收发、报文解析、力矩与速度控制以及控制量测量等功能进行了模块化设计。对原理样机进行了测试实验,实验结果表明该系统具有良好的速度控制特性、力矩控制特性以及稳定的通信性能。所提出的报文解析方法,使上位机可以方便地通过可切换的双路CAN总线对反作用飞轮进行实时可靠地控制、遥测数据采集以及相关的故障处理。
- 李胤武俊峰王辉王辉
- 关键词：反作用飞轮CAN总线模块化设计闭环控制
- 轴向磁通飞轮电机印刷电路板定子绕组设计被引量：6
- 2015年
- 针对卫星姿态控制用反作用飞轮小型化的要求,设计了采用印刷电路板(PCB)定子绕组形式的轴向磁通反作用飞轮系统,并研究了PCB定子绕组的布线形式。根据系统设计方案和工艺的要求,采用理论分析与有限元仿真相结合的方法,研究了螺旋形绕组的反向转矩产生机理,对比分析了螺旋形和波形PCB定子绕组对飞轮驱动电机性能的影响,并分别对采用两种形式定子绕组的飞轮样机进行了地面性能测试。试验结果表明,飞轮工作在额定转速5 000r/min时,采用波形定子绕组比采用螺旋形定子绕组时的电机功耗降低了26.2%,电磁效率降低了0.8%。试验结果验证了理论分析与仿真结果的正确性,为PCB定子绕组型轴向磁通永磁电机的工程化应用提供了参考。
- 王辉武俊峰武俊峰李胤
- 关键词：反作用飞轮有限元
- 小卫星姿态控制飞轮系统热设计被引量：1
- 2015年
- 为了满足小卫星姿态控制飞轮系统热设计的要求,对飞轮系统的热特性进行了分析和试验验证。根据飞轮运行工况,分别对飞轮系统机械损耗和电控损耗进行了理论计算,确定了系统主要热源点的分布情况。然后,依据系统拓扑结构,建立了整机的等效热网络模型;采用有限元法,分别对飞轮相关组件和整机在卫星连续侧摆工况下的热特性进行了分析。最后,研制了实验样机,并对样机进行了热真空试验。在经过8h卫星连续侧摆机动工况下的实验结果表明:当环境温度为45.0℃时,监测点最后平衡温度约为57.8℃,相对于有限元分析结果的53.2℃,误差为8.6%,表明热分析结果与试验结果吻合度较好,可为姿态控制飞轮系统的热设计提供重要参考。
- 王辉武俊峰武俊峰李胤
- 关键词：小卫星热设计有限元法
- 轮缘驱动式姿控飞轮电机设计被引量：6
- 2012年
- 为了提高小卫星用姿控飞轮的转动惯量/质量比,实现飞轮调姿系统的轻量化,设计了一种飞轮用永磁无刷直流电机.根据电机磁路,推导了磁钢尺寸与最大磁能积的关系;采用有限元法分析了磁路参数对飞轮性能的影响;针对飞轮电机大气隙、大径长比的结构特点,给出了气隙磁通密度的计算方法;建立了绕组参数与电机额定数据间的关系;仿真分析了电机性能.通过对一台最高转速为6 000r/min、角动量为5Nms的飞轮电机样机进行实验验证,得出最大设计误差为6.5%,证明了设计方法的正确性.
- 王辉王辉武俊峰
- 关键词：永磁无刷直流电机磁能积磁通密度
- 小卫星用反作用飞轮系统设计被引量：10
- 2014年
- 考虑小卫星用反作用飞轮系统小型化的要求,提出了飞轮电机体积最小时的电枢尺寸确定方法,并设计了一种定子无铁芯式反作用飞轮系统。为防止磁路饱和,将多学科优化设计方法应用于飞轮转子结构和电机磁场联合设计中,并采用外罚函数法及序列二次规划算法(SQP)组合优化策略对飞轮系统进行多目标优化设计。选取飞轮转子质量最小和电机气隙磁通密度最大为优化目标,以最大等效应力、一阶共振频率、极转动惯量、磁饱和等作为约束条件,将iSIGHT软件作为优化平台,集成有限元软件ANSYS实现了优化过程,最后依据优化结果制造出飞轮样机。优化结果表明,优化后飞轮转子质量由0.73kg减小到0.67kg,减小了8.22%,气隙磁通密度由0.376T增大到0.401T,增大了6.65%。设计的优化方法提高了飞轮设计的合理性,推动了飞轮系统的小型化研究。
- 王辉武俊峰武俊峰李胤
- 关键词：小卫星反作用飞轮电机有限元分析
- 基于面形检测的光学元件多层膜均匀性测量被引量：1
- 2015年
- 为了测量光学元件多层膜膜厚均匀性指标,基于面形检测对多层膜均匀性测量方法进行了研究。分析了均匀性的测量过程以及影响因素,评估了元件面形检测复现性对测量结果的影响,建立了多层膜结构的有限元模型,计算分析膜层内应力对基底面形带来的影响。基于高复现性面形检测装置进行了测量方法的实验验证工作,实验结果表明:元件面形测量口径范围内膜厚分布均匀性优于0.1 nm[均方根(RMS)值];将测试结果转化为沿径向的轮廓分布结果,与基于反射率计的膜厚检测数据进行了对比,表明两种方法测试数据基本吻合,验证了基于面形检测方法评估光学元件多层膜均匀性的可行性。
- 王辉周烽喻波谢耀于杰刘钰王丽萍
- 关键词：光刻技术有限元分析
- 微缩投影系统的垂轴放大率测量被引量：2
- 2016年
- 考虑有限距光学系统的成像质量与系统垂轴放大率相关,本文提出了基于系统波像差检测的垂轴放大率测量方案。以给定的光学系统中像平面位置与物平面位置满足高斯公式和牛顿公式的原理为出发点,通过系统波像差中离焦量的变化监控物点移动微小量后像点的移动距离。然后,对牛顿公式或高斯公式微分导出轴向放大率,最终求出系统垂轴放大率。建立了垂轴放大率测量模型,给出物点的微小位移量和初始离焦量的选取标准,并系统地分析了光学元件形位公差和像点定位精度对垂轴放大率测量结果的影响。搭建了基于点衍射干涉仪的微缩投影系统波像差检测平台,测量了系统的垂轴放大率。实验显示,系统垂轴放大率的测量值与理论值的偏差优于0.24%,验证了提出的垂轴放大率测量方法的可行性和理论分析的准确性。
- 谢耀王丽萍郭本银王君苗亮王辉周烽
- 关键词：成像系统点衍射干涉仪
