磁悬浮轴承数字控制器的研究与设计

发布时间：2021-02-13 04:42

　　本文采用美国TI（Texas Instruments）公司的C2000系列产品中目前最先进、功能最强大的32位定点DSP芯片—TMS320F2812作为磁悬浮轴承系统数字控制器的CPU,设计了控制器的硬件系统。该系统具有6路12位A/D采样通道、5路12位D/A输出通道,并能以RS-232、RS-485、RS-422三种串行通信方式实现数据传输,能够分别实现多通道集中采样或多通道分散采样;通过CPLD逻辑控制实现5路D/A集中输出或5路分散输出。采用不完全微分PID控制策略,利用C语言和汇编语言混合设计了磁悬浮轴承数字控制器的软件。通过试验试凑法对PID控制参数进行了整定,实现了磁悬浮轴承转子的静态悬浮和高速稳定运转试验,其中,静态悬浮时,转子各自由度的位移振动峰峰值小于5μm;21000r/min（350Hz）高速运转时,转子四个径向自由度的位移振动峰峰值小于20μm,轴向的位移振动峰峰值小于9μm。针对试验试凑法控制参数寻找困难、过程繁琐、开发周期长等缺点,本文开发了PID控制参数自搜索算法,初步实现了控制参数自主搜索的功能。同时,本文对PID数字控制器的离散周期T进行了讨论,得出... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

电涡流传感器实物图

南京航空航天大学硕士学位论文大器单元悬浮轴承中的功率放大器（以下简称功放）作用是向电磁铁线圈提产生所需电磁力。早期大都采用线性功率放大器，其具有噪声小，好和电流纹波小等优点，但效率低。现在的磁悬浮轴承中大都采用放大器（简称开关功放），它具有效率高、动态性能好、频带范围，但是由于开关功放的开关作用，将导致较大的电流纹波，严重时 15％[27]。所以工业应用中，中小功率（0.5KW 以下）且灵敏度要求场合多采用线性功率放大器，功率比较大（0.5KW 以上）时多采用放大器。本文采用实验室已研制成功的开关功率放大器，其性能特参考文献[22]。图 2.3 为其实物照片图。

五自由度磁悬浮轴承的总体结构简图

【参考文献】：
期刊论文
[1]主动磁轴承的神经网络自适应PID控制[J]. 苏义鑫,龙祥,张丹红,胡业发.  华中师范大学学报(自然科学版). 2004(03)
[2]模糊控制在磁悬浮轴承中的应用[J]. 柏猛,李敏花,王洋,严德崑.  自动化与仪表. 2004(03)
[3]基于模糊自整定PID控制的磁悬浮轴承控制器[J]. 姚河清,冯骏.  河海大学常州分校学报. 2004(01)
[4]电磁型磁悬浮列车动力学研究综述[J]. 李莉,孟光.  铁道学报. 2003(04)
[5]自校正PID调节器在单自由度磁浮轴承中的应用[J]. 戴云,杨静,张华容.  自动化技术与应用. 2001(06)
[6]基于DSP的混合磁悬浮轴承数字控制器的设计与实现[J]. 徐龙祥,朱熀秋,曾学明,刘正埙.  数据采集与处理. 2000(02)

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]主动磁悬浮轴承集中控制器的研究[D]. 叶建民.南京航空航天大学 2005
[2]基于PC机的磁悬浮轴承实时控制系统的研究[D]. 余同正.南京航空航天大学 2005
[3]基于F2812 DSP的磁悬浮轴承系统数字控制器的研究[D]. 万霞.南京航空航天大学 2005
[4]基于LF2407A DSP的主动磁轴承数字控制系统的研究[D]. 张爱林.南京航空航天大学 2004
[5]面向对象软件工程的研究与主动磁轴承控制系统的实现[D]. 孔安宁.南京航空航天大学 2002
[6]磁悬浮轴承控制器的研究与实现[D]. 谢黎.南京航空航天大学 2002



本文编号：3031990