有源磁轴承系统自动定心控制研究

发布时间：2020-07-10 04:04

【摘要】： 有源磁轴承是利用电磁力将转子稳定悬浮于空间的一种新型高性能轴承。由于转子与定子之间不存在机械接触，转子可以达到很高的运转速度，几乎没有机械磨损、寿命长、能耗低、噪音小、无需润滑。与传统轴承相比，在很多应用领域内都具有明显的优越性。本论文阐明了一种新的控制方法——自适应自动定心（AAC）控制方法。这种方法用来消除有源磁轴承系统中由于转子不平衡引起的同步振动，它的基本原理是：通过构造自动定心动力学方程的途径，在线自适应辨识转子的不平衡参数，即质心和惯性主轴坐标，利用辨识结果适时修正控制器，使其趋近于实际真值，并保障闭环稳定，从而实现刚性转子围绕质心和惯性主轴的旋转。研究了闭环系统的稳定性，采用一种简单、有效的方法找到AAC 闭环系统的全局稳定域，并深入分析了闭环系统最佳全局稳定时各控制参数之间的对应关系，用以指导控制系统的设计，为在具体实验中控制参数的选取提供了理论上的依据。建立了圆盘转子和刚性转子的AAC仿真数学模型，运用MATLAB软件编制了一套仿真程序。通过仿真证实了系统各最佳参数选取的正确性，深入探讨了刚性转子不平衡量大小和相位不同以及突变情况下AAC的有效性，并初步研究了升速至过临界转速的可行方法，在考虑陀螺效应的情况下的仿真表AAC控制能克服较弱的陀螺效应。上述情况均证实了自适应自动定心控制的鲁棒性。
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2001
【分类号】：TH133.3

【参考文献】