Permanent Magnet Spherical Motors

این کتاب روش‌های مدل‌سازی، سنجش و کنترل را برای تحلیل، طراحی و توسعه موتورهای کروی معرفی و نشان می‌دهد. این به طور سیستماتیک مدل هایی را برای برقراری روابط بین میدان های مغناطیسی، موقعیت/جهت و نیرو/گشتاور ارائه می کند، در حالی که راه حل هایی با زمان کارآمد برای کمک به محققان و مهندسان در مطالعه و توسعه این موتورها ارائه می دهد. به منظور استفاده کامل از ساختار فشرده موتورهای کروی در کاربردهای عملی، روش‌های سنجش و کنترلی که از میدان‌های مغناطیسی آنها استفاده می‌کنند و نیاز به نصب حسگرهای خارجی برای بازخورد را حذف می‌کنند، پیشنهاد شده‌اند. علاوه بر این، این کتاب برای اولین بار قابلیت دستکاری نیرو/گشتاور موتورهای کروی را بررسی می‌کند و الگوریتم‌هایی را پیشنهاد می‌کند که بر اساس حالت‌های تحریک موقعیت/نیروی هیبریدی این موتورها، عملگر انتهایی اتصال توپی را برای استفاده لمسی ممکن می‌سازد. در حالی که به طور سیستماتیک رویکردهایی را برای طراحی، سنجش و کنترل آنها ارائه می‌کند، این کتاب همچنین مثال‌های زیادی را ارائه می‌کند که مشکلات پیاده‌سازی را که ممکن است خوانندگان با آن مواجه شوند را نشان می‌دهد.

This book introduces and illustrates modeling, sensing, and control methods for analyzing, designing, and developing spherical motors. It systematically presents models for establishing the relationships among the magnetic fields, position/orientation and force/torque, while also providing time-efficient solutions to assist researchers and engineers in studying and developing these motors. In order to take full advantage of spherical motors’ compact structure in practical applications, sensing and control methods that utilize their magnetic fields and eliminate the need to install external sensors for feedback are proposed. Further, the book investigates for the first time spherical motors’ force/torque manipulation capability, and proposes algorithms enabling the ball-joint-like end-effector for haptic use based on these motors’ hybrid position/force actuation modes. While systematically presenting approaches to their design, sensing and control, the book also provides many examples illustrating the implementation issues readers may encounter.