磁力齿轮具有非接触传动、无需润滑、过载保护、振动和噪声小、节省空间等优点,高转矩密度磁力齿轮是一类具有磁路结构紧凑和永磁利用率高的磁力齿轮,其出现为磁力齿轮在民用、工业、舰船、潜艇等各领域深入应用开辟了良好的前景.经过近十几年的发展,磁力齿轮相关理论和技术取得了较大的进展,但是在传动过程动力学行为、涡流损耗与传动效率、高端场合应用动态特性与控制等仍缺少系统的研究.本项目旨在开展高转矩密度磁力齿轮动态特性和传动损耗研究,为高转矩密度磁力齿轮传动系统机械特性与传动损耗分析提供理论依据和方法指导.掌握了磁力齿轮永磁结构和磁路结构形式及其关键参数对磁场调制式磁力齿轮转矩幅值和转矩脉动等特性的影响规律。利用解析方法和有限元方法，对磁场调制式磁力齿轮和磁力齿轮复合电机进行研究，揭示了磁场调制式磁力齿轮的静态矩角特性和动态特性，获得了传动系统在空载启动、带载启动、突加负载、过载等多种工况下的分析结果。针对磁力齿轮传动刚性小等特点，建立了包含磁力齿轮的伺服传动系统的动态模型，提出了含积分校正状态观测器和抗积分饱和的传动系统控制算法。提出了考虑导体或铁心涡流分布的永磁传动元件电磁场分析一般方法，利用该方法对永磁涡流耦合器和磁力齿轮进行分析，并证明了该方法的有效性。分别设计制作了磁力齿轮和磁力齿轮电机样机，建立了磁力齿轮机械特性与传动效率实验台，开展了有关实验。