یاتاقان های مغناطیسی با توجه به ویژگی منحصر به فرد، در سال های اخیر بسیار مورد توجه محققان قرار گرفته اند. با توجه به نو بودن این زمینه تحقیقاتی در ایران، هدف از این تحقیق تدوین فناوری بوده و در اینجا مراحل طراحی، تحلیل و ساخت سیستم تعلیق مغناطیسی فعال ارایه می شود. فناوری به کار گرفته شده در این سیستم در واقع به عنوان پیشنیاز و به منظور توسعه آن برای دستیابی به دانش ساخت یاتاقان مغناطیسی، پیاده سازی شده است.

در این مقاله به بررسی معادلات ماکسول سه بعدی در نرم افزار Ansoft پرداخته شده است. راه حل های Ansoft بیشتر بر اساس معادلات ماکسول و تحلیل اجزای محدود (FEA) برنامه ریزی شده است. چنانکه تحلیل ساده ای جهت محاسبه نیروی مغناطیسی موجود میان دو قطب مغناطیسی همنام که مقابل یکدیگر قرار گرفته اند انجام گرفته و مدل سازی در نرم افزارAnsoft  شرح داده و تاثیر پارامترهای مختلفی مانند جنس مواد و ابعاد هندسی بر مقدار نیروی مغناطیسی بررسی شده است. نتایج این پژوهش نشان می دهد که با در نظر گرفتن حالت خاصی از جنس مواد و ابعاد هندسی مقدار نیروی مغناطیسی 18.09133 نیوتن است. در پایان تعدادی انتخاب که می توانستند در نرم افزار Ansoft جهت نقشه کشی مدل و تحلیل استفاده شود استخراج گردید.

در این مقاله، ارزیابی کنترل وضعیت مغناطیسی با استفاده از قوانین کنترلی PD و LQR بررسی شده است. برای ارزیابی این قوانین کنترلی از «شبیه ساز سه درجه آزادی کنترل وضعیت ماهواره مبتنی بر یاتاقان هوایی» استفاده شده است. معادلات دینامیکی و سینماتیکی توسعه یافته برای شبیه ساز با تست آزمایشگاهی حلقه باز صحه گذاری می شود. پس از اثبات صحت مدل سازی، قوانین کنترلی با مقایسه نتایج شبیه سازی و تست آزمایشگاهی حلقه بسته ارزیابی می شود. به دلیل محدودیت های ذاتی شبیه ساز، پیاده سازی کنترل کننده وضعیت مغناطیسی تنها در راستای یک محور امکان پذیر است. نتایج تست های آزمایشگاهی نشان دهنده عملکرد بهتر قانون کنترلی LQR و دقت مناسب آن برای بسیاری از ماموریت هاست. بنابراین، با تعمیم کنترل کننده LQRشبیه سازی سه محوره برای یک ماهواره انجام شده است.

در ماشین آلات دوار، انتخاب تکیه گاه های مناسب همواره از اهمیت بالایی برخوردار بوده است. رایج ترین تکیه گاه ها، یاتاقان های غلتشی و لغزشی می باشند که تماس بین روتور و یاتاقان می تواند منجر به نیروهای غیر خطی و تغییر رفتار دینامیکی سیستم شود. از طرفی با جایگزینی یاتاقان های مغناطیسی امکان حذف تماس وجود دارد ولی عوامل غیر خطی جدیدی در اثر نیروهای مغناطیسی ظاهر می شوند که نیازمند تجزیه وتحلیل هستند. در این مقاله، رفتار غیر خطی سیستم در حضور یاتاقان های مغناطیسی فعال (AMB) بررسی شده است. سیستم دارای یک دیسک صلب نابالانس بوده و به صورت انعطاف پذیر و با هشت درجه آزادی (چهار درجه برای دیسک و دو درجه برای هر یاتاقان) مدل و نیروهای ژیروسکوپی ناشی از انعطاف پذیری روتور نیز در نظر گرفته شده است. معادلات حاکم به صورت غیر خطی و کوپله استخراج و با روش رانگ- کوتای مرتبه چهار حل شده اند. تحلیل با سه نوع یاتاقان مغناطیسی و سه سختی متفاوت انجام شده است. برای شناسایی رفتارهای غیر-خطی سیستم از تکنیک های شناسایی، مانند تاریخچه زمانی، منحنی های صفحه فاز، نمودارهای طیف توان، مقاطع پوانکاره، نمودارهای دوشاخه ای شدن (انشعاب) و ماکزیمم نمای لیاپانوف استفاده می گردد. نتایج بیانگر وقوع حرکت های پریودیک، زیر هارمونیک، شبه پریودیک و آشوبناک در پاسخ سیستم بوده و با افزایش سختی یاتاقان مغناطیسی، محدوده های وقوع آشوب دچار تغییر می شود.