磁流体传感器特殊多介质组合电容建模与优化

分析了磁流体传感器的结构特点,探讨了磁流体电容式传感中的共性技术.将组合电容分解为多个电容的串并联形式,建立了电容的数学表达式,由此得到了特殊多介质带缝隙半圆柱组合电容的传感模型.文中还以电容传感灵敏度和电容作为目标函数进行多目标优化,通过分析电容目标函数的特点,将其转化为线性模型,最终将多目标函数的优化问题分解为单目标优化问题,并利用坐标轮换法进行多维参数的优化,得到了较好的优化效果.

磁流体惯性传感的磁流耦合机理及流固结构

在磁流体惯性传感结构中,磁流耦合效应对传感特性有直接影响。通过推导磁流耦合公式、分析固壁界面效应以及评价阻尼影响因素,实现了传感结构中磁流固分析。基于经典流体动力学理论,视磁流体为非极性流体,联立解算了耦合效应下磁流体力学方程。对理论方程进行分步建模,建立不同域积分变量,完成不同结构传感运动块的磁流阻力分析及数值计算。流固数值计算及实验结果表明:理论推导与实验结果相符。在磁性控制下粘度对流阻影响幅度较大,2槽和6槽结构圆柱在重力作用下自由下落时间分别为0.39 s和0.46 s,多槽结构在减少极端压差的同时能够补偿流阻损失,可以达到增阻和减少位移的效果。

永磁体在磁流体中悬浮平衡动态数值模拟

永磁体在磁流体中达到临界平衡状态时可以自悬浮.而以解析方法求解圆柱形永磁体浸入磁流体中受到的磁性力难度很大.基于磁流体中磁场分布模型及力学公式,利用有限元分析方法,采用新型移动边界控制方式,建立虚拟环境和模型并进行磁场变化动态仿真.描绘永磁体位移与作用力关系曲线,精确求解获得悬浮高度.试验结果表明,φ10×20永磁体存在唯一悬浮平衡高度9.6mm,数值计算数据与试验数据吻合,证明悬浮平衡位置的存在性和唯一性,同时验证了动态数值分析结果真实有效性.

磁流体非导体型特殊组合电容传感模型与参数优化(英文)

分析磁流体传感模式,建立非导体型特殊多介质带缝隙半圆柱组合电容传感模型,综合考虑电容传感灵敏度以及电容值进行多目标优化。借助电容值函数特点分析,将多目标函数转化为单目标优化问题,并利用坐标轮换法优化方法。进行多维参数优化。可以推广于其他磁流体传感建模及优化领域。

星载MHD传感器灵敏度特性误差分析与模型验证

磁流体动力学(magneto-hydro-dynamic,简称MHD)传感器是测量航天器平台宽频微角颤振的关键器件之一。鉴于MHD传感器的误差与噪声特性会影响星载惯性导航系统的精度与分辨率,对所设计的MHD传感器进行误差分析与试验验证。采用样机数据分析与组件物理建模相结合的方法,分析与验证MHD传感器灵敏度特性与误差模型。结果表明:传感器的误差主要受到重力方向与温度条件的影响,并且该项误差对无温控MHD传感器的误差起决定作用;当温度变化较小时,变压器磁芯磁导率的工艺误差占总误差的一半;差分放大器的噪声对传感器噪声具有显著影响。