基于F2812 DSP的磁悬浮组合支承系统数字控制器研究
发布时间：2021-01-15 09:22
本文研究了增益自调整模糊PID控制策略对磁悬浮组合支承柔性转子系统静态和动态性能的影响。设计开发了基于TMS320F2812定点DSP的磁悬浮轴承数字控制器软硬件,并在磁悬浮组合支承柔性转子系统实验平台上进行了相关试验。主要研究内容如下:首先,简要介绍了磁悬浮组合支承转子系统的机械结构和相关参数,在分析磁悬浮轴承控制系统工作原理的基础上,建立了五自由度磁悬浮轴承转子系统的数学模型。其次,设计制作了基于TMS320F2812定点DSP的数字控制器硬件系统,主要包括DSP电源模块、外部晶振模块、复位模块、A/D采样模块、D/A输出模块、CPLD逻辑控制模块和串行通讯模块等,并对各模块电路进行了相应的调试试验。另外,还以TI公司最新推出的TMS320F28335浮点DSP为主芯片设计了部分新一代磁悬浮轴承数字控制器硬件电路。再次,根据磁悬浮系统的线性和非线性数学模型,在MATLAB/Simulink仿真环境下,对增益自调整模糊PID控制策略进行了仿真分析,并与不完全微分PID控制策略进行了比较。采用C语言与汇编语言混编的方式,设计开发了增益自调整模糊PID控制策略软件。最后,通过系统的起浮试...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
磁悬浮组合支承系统转子机械结构图
悬浮轴承 2. 径向磁悬浮轴承座 3. 金属橡胶环 4. 金属橡胶支承转子结构中，主要包括磁悬浮轴承转子的质心位置、径向自的轴向安装位置、磁悬浮轴承转子的轴向位移检测面位置等组件的轴向尺寸定义如图 2.6 所示。在图 2.6 中，字母C 表示
磁悬浮轴承转子的位移信号从电涡流传感器输出，经过一系列调理后最终需要被转换为数字信号。在 F2812 DSP 的 A/D 模块进行信号采集之前，外部电路中产生的干扰有可能对需要采集的电信号产生影响，并且 F2812 DSP 的 A/D 模块容限电压为 0V~3V，而磁悬浮轴承转子位移信号的范围为 0V~5V，因而除了对输入信号进行必要的抗混叠滤波设计外，还要进行限幅设计。这就是所谓的 A/D 调理电路设计，具体电路如图 3.3 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]磁悬浮阻尼器对磁悬浮转子系统动态特性影响[J]. 谢振宇,李克雷,赵钦泉,黄佩珍. 航空动力学报. 2008(06)
[2]磁悬浮转子不平衡补偿的研究[J]. 胡业发,高小明,吴华春. 机械制造. 2006(08)
[3]电磁阻尼器设计研究[J]. 王有林,刘景林. 西北工业大学学报. 2006(03)
[4]柔性磁悬浮转子动态特性的研究[J]. 吴华春,胡业发,江征风,高小明. 机械工程与自动化. 2005(05)
[5]环形金属橡胶隔振器系统建模与实验研究[J]. 姜洪源,郝德刚,敖宏瑞. 湖南科技大学学报(自然科学版). 2005(01)
[6]被动式电磁阻尼器的原理和实验研究[J]. 郑水英,马振飞. 振动工程学报. 2005(01)
[7]磁悬浮轴承模糊PID控制器的设计[J]. 姚河清,孟庆芹,陈亚政. 机械. 2004(08)
[8]航空发动机用金属橡胶隔振器动静态性能的研究[J]. 姜洪源,董春芳,敖宏瑞,夏宇宏,A.M.Ulanov. 航空学报. 2004(02)
[9]金属橡胶阻尼器在转子系统中的应用[J]. 郭宝亭,朱梓根. 航空动力学报. 2003(05)
[10]磁轴承柔性转子系统动力特性建模与优化仿真[J]. 孙首群,虞烈. 系统仿真学报. 2003(03)
博士论文
[1]磁轴承电控系统研究[D]. 曾学明.南京航空航天大学 2002
硕士论文
[1]带阻尼器磁悬浮系统的数字控制与性能分析[D]. 李克雷.南京航空航天大学 2008
[2]带阻尼器磁悬浮系统动态特性研究[D]. 赵钦泉.南京航空航天大学 2008
[3]磁悬浮轴承控制系统研究[D]. 昌红武.武汉理工大学 2007
[4]基于DSP的磁悬浮转子控制系统设计与控制算法研究[D]. 商丽娟.武汉理工大学 2007
[5]主动磁悬浮轴承的控制系统研究[D]. 刘宇航.沈阳工业大学 2007
[6]基于DSP的电磁轴承数字控制系统研究[D]. 张建平.哈尔滨工业大学 2006
[7]磁力轴承的模糊控制与数字滤波算法研究[D]. 吴虹政.武汉理工大学 2006
[8]主动磁力轴承的模糊PID控制[D]. 汤玲.武汉理工大学 2006
[9]基于DSP的磁悬浮轴承数字控制器研究[D]. 李敏花.山东科技大学 2006
[10]磁轴承开关型功率放大器的研究[D]. 臧晓敏.南京航空航天大学 2004
本文编号：2978655
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
磁悬浮组合支承系统转子机械结构图
悬浮轴承 2. 径向磁悬浮轴承座 3. 金属橡胶环 4. 金属橡胶支承转子结构中，主要包括磁悬浮轴承转子的质心位置、径向自的轴向安装位置、磁悬浮轴承转子的轴向位移检测面位置等组件的轴向尺寸定义如图 2.6 所示。在图 2.6 中，字母C 表示
磁悬浮轴承转子的位移信号从电涡流传感器输出，经过一系列调理后最终需要被转换为数字信号。在 F2812 DSP 的 A/D 模块进行信号采集之前，外部电路中产生的干扰有可能对需要采集的电信号产生影响，并且 F2812 DSP 的 A/D 模块容限电压为 0V~3V，而磁悬浮轴承转子位移信号的范围为 0V~5V，因而除了对输入信号进行必要的抗混叠滤波设计外，还要进行限幅设计。这就是所谓的 A/D 调理电路设计，具体电路如图 3.3 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]磁悬浮阻尼器对磁悬浮转子系统动态特性影响[J]. 谢振宇,李克雷,赵钦泉,黄佩珍. 航空动力学报. 2008(06)
[2]磁悬浮转子不平衡补偿的研究[J]. 胡业发,高小明,吴华春. 机械制造. 2006(08)
[3]电磁阻尼器设计研究[J]. 王有林,刘景林. 西北工业大学学报. 2006(03)
[4]柔性磁悬浮转子动态特性的研究[J]. 吴华春,胡业发,江征风,高小明. 机械工程与自动化. 2005(05)
[5]环形金属橡胶隔振器系统建模与实验研究[J]. 姜洪源,郝德刚,敖宏瑞. 湖南科技大学学报(自然科学版). 2005(01)
[6]被动式电磁阻尼器的原理和实验研究[J]. 郑水英,马振飞. 振动工程学报. 2005(01)
[7]磁悬浮轴承模糊PID控制器的设计[J]. 姚河清,孟庆芹,陈亚政. 机械. 2004(08)
[8]航空发动机用金属橡胶隔振器动静态性能的研究[J]. 姜洪源,董春芳,敖宏瑞,夏宇宏,A.M.Ulanov. 航空学报. 2004(02)
[9]金属橡胶阻尼器在转子系统中的应用[J]. 郭宝亭,朱梓根. 航空动力学报. 2003(05)
[10]磁轴承柔性转子系统动力特性建模与优化仿真[J]. 孙首群,虞烈. 系统仿真学报. 2003(03)
博士论文
[1]磁轴承电控系统研究[D]. 曾学明.南京航空航天大学 2002
硕士论文
[1]带阻尼器磁悬浮系统的数字控制与性能分析[D]. 李克雷.南京航空航天大学 2008
[2]带阻尼器磁悬浮系统动态特性研究[D]. 赵钦泉.南京航空航天大学 2008
[3]磁悬浮轴承控制系统研究[D]. 昌红武.武汉理工大学 2007
[4]基于DSP的磁悬浮转子控制系统设计与控制算法研究[D]. 商丽娟.武汉理工大学 2007
[5]主动磁悬浮轴承的控制系统研究[D]. 刘宇航.沈阳工业大学 2007
[6]基于DSP的电磁轴承数字控制系统研究[D]. 张建平.哈尔滨工业大学 2006
[7]磁力轴承的模糊控制与数字滤波算法研究[D]. 吴虹政.武汉理工大学 2006
[8]主动磁力轴承的模糊PID控制[D]. 汤玲.武汉理工大学 2006
[9]基于DSP的磁悬浮轴承数字控制器研究[D]. 李敏花.山东科技大学 2006
[10]磁轴承开关型功率放大器的研究[D]. 臧晓敏.南京航空航天大学 2004
本文编号：2978655
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