| 摘要 | 第3-4页 |
| Abstract | 第4-5页 |
| 第一章 前言 | 第10-30页 |
| 1.1 论文背景 | 第10-16页 |
| 1.1.1 超精密加工技术 | 第10-12页 |
| 1.1.2 光学自由曲面简介及加工方法 | 第12-16页 |
| 1.2 快速刀具伺服系统 | 第16-27页 |
| 1.2.1 快速刀具伺服系统简介 | 第16-17页 |
| 1.2.2 快速刀具伺服系统的发展现状 | 第17-24页 |
| 1.2.3 快速刀具伺服系统的控制方法 | 第24-25页 |
| 1.2.4 快速刀具伺服系统的轨迹生成算法的研究 | 第25-27页 |
| 1.3 研究内容及意义 | 第27-28页 |
| 1.4 麦克斯韦电机驱动的快速刀具伺服系统 | 第28-30页 |
| 第二章 麦克斯韦电机的设计与原理分析 | 第30-51页 |
| 2.1 麦克斯韦电机的驱动力 | 第30-33页 |
| 2.1.1 麦克斯韦电磁正应力 | 第30-31页 |
| 2.1.2 磁偏置电磁驱动模型 | 第31-32页 |
| 2.1.3 永磁偏置模型 | 第32-33页 |
| 2.2 麦克斯韦电机的磁路模型 | 第33-41页 |
| 2.2.1 永磁偏置模型的磁路 | 第33-34页 |
| 2.2.2 永磁磁路分析 | 第34-36页 |
| 2.2.3 励磁磁路分析 | 第36-38页 |
| 2.2.4 永磁偏置模型的总磁路分析 | 第38-39页 |
| 2.2.5 永磁偏置模型的能量分析 | 第39-41页 |
| 2.3 麦克斯韦电机的机械结构的设计和分析 | 第41-46页 |
| 2.3.1 电枢的受力分析 | 第41-42页 |
| 2.3.2 运动部分的结构设计和分析 | 第42-44页 |
| 2.3.3 刀柄部分的受力分析和设计 | 第44-46页 |
| 2.4 麦克斯韦电机的电磁-机械-动力学模型 | 第46-49页 |
| 2.4.1 电磁-机械-动力学模型的构建 | 第46-47页 |
| 2.4.2 电磁-机械-动力学模型的分析 | 第47-48页 |
| 2.4.3 电磁-机械-动力学模型的正弦驱动分析 | 第48-49页 |
| 2.5 本章小结 | 第49-51页 |
| 第三章 麦克斯韦电机的优化模型 | 第51-77页 |
| 3.1 麦克斯韦电机优化模型的建立 | 第51-55页 |
| 3.1.1 麦克斯韦电机的优化目标函数 | 第51-52页 |
| 3.1.2 麦克斯韦电机模型的约束条件 | 第52-54页 |
| 3.1.3 麦克斯韦电机的优化模型 | 第54-55页 |
| 3.2 麦克斯韦电机优化模型的重构和求解 | 第55-58页 |
| 3.2.1 麦克斯韦电机优化模型的重构 | 第55-56页 |
| 3.2.2 多目标到达问题的求解 | 第56-57页 |
| 3.2.3 优化模型的目标设定和求解结果 | 第57-58页 |
| 3.3 麦克斯韦电机的参数设计 | 第58-63页 |
| 3.3.1 麦克斯韦电机电磁磁路的设计 | 第58-60页 |
| 3.3.2 麦克斯韦电机的永磁体的设计 | 第60-62页 |
| 3.3.3 麦克斯韦电机机械结构的设计 | 第62-63页 |
| 3.4 麦克斯韦电机的有限元仿真 | 第63-74页 |
| 3.4.1 麦克斯韦电机的电磁场有限元仿真 | 第63-70页 |
| 3.4.2 麦克斯韦电机的机械有限元仿真 | 第70-74页 |
| 3.5 优化模型的验证 | 第74-75页 |
| 3.6 本章小结 | 第75-77页 |
| 第四章 麦克斯韦电机驱动的快速刀具伺服系统驱动控制器的设计及系统性能测试 | 第77-106页 |
| 4.1 MNM-FTS 驱动控制器的结构设计 | 第77-78页 |
| 4.2 驱动电源的设计 | 第78-94页 |
| 4.2.1 驱动电源的设计方案 | 第78-81页 |
| 4.2.2 驱动电源的功率放大环设计 | 第81-89页 |
| 4.2.3 驱动电源电流反馈环的设计 | 第89-94页 |
| 4.3 控制器的设计 | 第94-101页 |
| 4.3.1 控制器的设计方案 | 第94-96页 |
| 4.3.2 运算核心及数据总线的设计 | 第96-97页 |
| 4.3.3 数据转换部分的设计 | 第97-100页 |
| 4.3.4 MNM-FTS 的控制算法 | 第100-101页 |
| 4.4 麦克斯韦电机驱动的刀具伺服系统的性能测试 | 第101-104页 |
| 4.4.1 MNM-FTS 的开环响应测试 | 第101-103页 |
| 4.4.2 MNM-FTS 的位移闭环响应测试 | 第103-104页 |
| 4.5 本章小结 | 第104-106页 |
| 第五章 快速刀具伺服系统的路径生成算法设计 | 第106-135页 |
| 5.1 快速刀具伺服系统加工流程 | 第106-109页 |
| 5.1.1 刀具伺服系统中自由曲面的表达方式 | 第106-107页 |
| 5.1.2 快速刀具伺服系统路径生成的流程 | 第107-109页 |
| 5.2 应用于快速刀具伺服系统的散点插值算法 | 第109-114页 |
| 5.2.1 散点插值的原因 | 第109-111页 |
| 5.2.2 曲率相关散点插值算法 | 第111-113页 |
| 5.2.3 插值算法的精度计算 | 第113页 |
| 5.2.4 散点插值的实验验证 | 第113-114页 |
| 5.3 应用于快速刀具伺服系统的带平滑曲面分解算法 | 第114-118页 |
| 5.3.1 曲面分解的原因 | 第114-115页 |
| 5.3.2 曲面分解的方法 | 第115-116页 |
| 5.3.3 回转曲面的平滑 | 第116-118页 |
| 5.4 应用于快速刀具伺服系统的交界平滑算法 | 第118-125页 |
| 5.4.1 交界平滑的原因 | 第118-120页 |
| 5.4.2 交界平滑算法 | 第120-124页 |
| 5.4.3 交界平滑算法的加工和测试结果 | 第124-125页 |
| 5.5 轨迹生成控制器中的插值算法 | 第125-128页 |
| 5.5.1 机床位置点的预测 | 第125-126页 |
| 5.5.2 轨迹生成控制器中的插值算法 | 第126-128页 |
| 5.6 快速刀具伺服系统的加工实验 | 第128-133页 |
| 5.6.1 MNM-FTS 平面的加工实验 | 第129-130页 |
| 5.6.2 MNM-FTS 正弦辐射面的加工实验 | 第130-131页 |
| 5.6.3 采用快速刀具伺服系统的路径生成流程加工阵列自由曲面 | 第131-133页 |
| 5.7 本章小结 | 第133-135页 |
| 第六章 总结和展望 | 第135-137页 |
| 参考文献 | 第137-148页 |
| 发表的论文和参加科研情况说明 | 第148-149页 |
| 致谢 | 第149页 |
