磁悬浮轴承转子径向位移控制系统研究

发布时间：2020-12-16 05:53

　　磁悬浮轴承是利用电磁力将转子悬浮于空间的一种新型高性能轴承,其具有磨损小,寿命长,能耗低,噪声小及无需润滑等特点,在很多应用领域与传统轴承相比具有明显优越性。磁悬浮轴承是典型的机电一体化系统,包括电控系统和机械系统,其性能好坏主要取决于电控系统性能。本文阐述了磁悬浮轴承的基本原理及系统的整体结构,细致分析了磁悬浮轴承中悬浮力的产生机理,建立了磁悬浮轴承转子径向位移的数学模型,为磁悬浮轴承转子径向位移控制系统的设计奠定了理论基础。以此为基础,设计出磁悬浮轴承转子径向位移控制系统的硬件电路,包括电涡流位移传感器、电平转换电路、控制器、功率放大电路及隔离和驱动电路等五部分。另外,本文还基于TMS320LF2407型DSP芯片实现了磁悬浮轴承转子径向位移控制,其中控制算法采用防积分饱和的PID算法。针对磁悬浮轴承无法建立精确数学模型的特点,本文将PID神经元网络控制应用于系统中,并基于VB进行了仿真。PID神经元网络控制突出优点在于可以在不知道被控对象的精确数学模型情况下,通过学习和修改网络权重值达到控制目的。最后,本文设计并研制出磁悬浮轴承实验样机,进行了稳定悬浮实验和加载冲击干扰实验,验证... 

【文章来源】：大连交通大学辽宁省

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

磁悬浮轴承结构示意图

5图 1.1 磁悬浮轴承基本模型Fig 1.1 Magnetic bearing simple model为计算电磁力增加了难度，然而，由于定子与下假设：特性。、转子和气隙中磁场是分段均匀的。磁滞的影响。相对磁导率对磁化曲线陡峭上远低于饱和磁感应强度，磁场特性就可以按基磁悬浮轴承的最基本模型，根据麦克斯韦力

20δ，204N Akμ= 。浮轴承设计完成时，k 为常数。由计算公式得磁力的大小与线圈电流的平气隙长度平方成反比。简化模型得到的磁力计算公式和实际情况相比，会有误差，该误差主要由，若忽略磁阻则该理论模型与实际系统比较起来就很接近。研究表明，该统设计和稳定性产生的影响可以忽略[8]。悬浮轴承的总体结构浮轴承是一种综合多学科的高科技机电一体化产品，具有广泛的应用前过程中，其相对复杂的机械结构设计和控制系统设计是必需解决的难题[示，即为磁悬浮轴承控制系统的总体结构。磁悬浮轴承控制系统包括转子制器、传感器、功率放大器等五个主要部分组成。由图可知，在转子的上各有一套电磁铁和位移传感器。电磁铁由定子铁芯及绕组构成。

【参考文献】：
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本文编号：2919651