磁悬浮轴承—转子系统的运动稳定性与控制研究

发布时间：2017-04-19 09:21

  本文关键词：磁悬浮轴承—转子系统的运动稳定性与控制研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文对磁悬浮轴承—转子系统的运动稳定性与控制进行了系统的理论分析,主要完成了如下工作:(1)阐述了磁悬浮轴承—转子系统的原理,应用二元Taylor展开对电磁力做近似化处理,选用了PD控制策略并应用MATLAB对闭环控制模型进行仿真分析,通过对比不同控制参数下系统的阶跃响应来选定合适的控制参数。在竖直方向上建立单自由度系统的动力学模型,对模型进行仿真来确定合适的PD控制参数,从而实现转子稳定悬浮的控制目标。(2)对两自由度磁悬浮轴承—刚性转子系统进行建模,采用PD控制策略并应用MATLAB对模型进行数值仿真,通过分析不同分岔参数?取值情况下系统的相图和庞加莱映射图来呈现系统的动力学特性。分析电磁力的高阶非线性项对磁悬浮轴承—刚性转子系统非线性动力学特性的影响。(3)对磁悬浮轴承—柔性转子系统进行建模并对模型进行数值仿真,分析不同参数?取值情况下系统的非线性动力学特性。利用Workbench仿真计算柔性转子在不同弹性支承作用下的振动特性,以确定适宜于柔性转子的弹性支承刚度,为系统的支承结构的设计和控制参数的选取提供理论指导。
【关键词】：磁悬浮轴承 PD控制 数值仿真 非线性动力学 柔性转子
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH133
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1 本文的研究背景8-9
• 1.2 磁悬浮轴承的工业应用实例9-10
• 1.3 国内、外有关磁悬浮轴承的研究现状10-12
• 1.3.1 国外磁悬浮轴承的研究现状10-11
• 1.3.2 国内磁悬浮轴承的研究现状11-12
• 1.3.3 转子动力学研究进展12
• 1.4 本文研究的主要工作12-14
• 第二章 磁悬浮轴承-转子系统14-22
• 2.1 磁悬浮轴承-转子系统组成及工作原理14-15
• 2.2 磁悬浮轴承电磁力的处理15-20
• 2.2.1 磁悬浮轴承电磁铁差动模式15-16
• 2.2.2 磁悬浮轴承电磁力模型16-20
• 2.3 本章小结20-22
• 第三章 单自由度磁悬浮轴承-转子系统控制方法研究22-32
• 3.1 单自由度磁悬浮轴承-转子系统的控制模型22-25
• 3.2 控制模型的MATLAB仿真分析25-26
• 3.3 单自由度磁悬浮轴承-转子系统模型的数值仿真26-31
• 3.3.1 PD控制策略和模型的运动微分方程26-28
• 3.3.2 Runge-Kutta法28
• 3.3.3 仿真分析28-31
• 3.4 小结31-32
• 第四章 磁悬浮轴承-刚性转子系统动力学分析32-46
• 4.1 磁悬浮轴承-刚性转子系统动力学模型32
• 4.2 磁悬浮轴承-刚性转子系统动力学特性32-37
• 4.2.1 线性化电磁力作用下刚性转子系统动力学模型32-34
• 4.2.2 仿真分析34-37
• 4.3 电磁力高阶非线性项对系统动力学行为的影响37-44
• 4.3.1 包含高阶非线性项的电磁力作用下系统动力学模型37-39
• 4.3.2 仿真分析39-44
• 4.4 小结44-46
• 第五章 磁悬浮轴承-柔性转子系统动力学分析46-60
• 5.1 磁悬浮轴承-柔性转子系统动力学模型46-50
• 5.2 仿真结果与讨论50-53
• 5.3 磁悬浮轴承-柔性转子结构特性与有限元仿真53-58
• 5.4 小结58-60
• 第六章 总结与展望60-62
• 6.1 论文的主要工作60
• 6.2 存在的问题及未来工作展望60-62
• 参考文献62-66
• 致谢66

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10 朱q，

本文编号：315985