无轴承电机支承驱动系统动力学模型与控制研究

发布时间：2021-07-26 16:12

　　本文以无轴承电机支承驱动系统的动力学模型和逆系统解耦控制为研究重点,包括无轴承电机支承驱动系统的动力学模型、基于逆系统理论的模型解耦、系统的PDF与H_∞控制、系统的特性分析和仿真以及无轴承电机支承驱动系统的DSP控制实现。针对无轴承电机支承驱动系统中转子的支承形式,建立了转子动力学模型,并以状态方程的形式构建了无轴承电机支承驱动系统的数学模型。从数学模型可看出无轴承电机支承驱动系统是一个强耦合的非线性复杂系统,其稳定运行的前提是实现电磁转矩和径向悬浮力之间,左右两端电机之间的解耦控制。在研究无轴承电机的磁悬浮机理以及转子动力学模型的基础之上,利用基于逆系统理论的状态反馈线性化的方法,实现了无轴承电机支承驱动系统的动态解耦控制。本文采用PDF控制器对无轴承电机支承驱动系统进行了校正。另无轴承电机支承驱动系统的数学模型与实际的系统存在差异,利用H_∞控制理论在进行控制系统设计时能够把这种不确定性考虑进去,使得设计结果在不确定性的变化范围内保证系统具有一定的性能。运用H_∞鲁棒控制理论的混合灵敏度方法设计了控制器,对转子位置,转速... 

【文章来源】：扬州大学江苏省

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

主轴系统

（a）水平方向的径向力 （b）垂直方向径向力图 2.2 径向力产生过程明了电机中转矩绕组 24P =与径向力绕组 12P =生径向力的过程。图 2.2 (a)中不均匀的气隙增强，3 处磁感应强度减弱，从而产生的麦克斯.2(b)中不均匀的气隙磁场分布使 1、4 处磁感应度减弱，产生的麦克斯韦合力指向 y 轴正向。量，来调节径向力控制绕组的电流，改变可控电机转子的径向悬浮。步电机模型无轴承异步电机和轴向磁轴承模型，通过它来径向力方程，转子磁链方程，电磁转矩方程和轴向径向

2平方向的径向力 （b）垂直方向图 2.2 径向力产生过程中转矩绕组 24P =与径向力的过程。图 2.2 (a)中不均磁感应强度减弱，从而产生均匀的气隙磁场分布使 1、产生的麦克斯韦合力指向 y节径向力控制绕组的电流，的径向悬浮。型步电机和轴向磁轴承模型，程，转子磁链方程，电磁转轴向径向

【参考文献】：
期刊论文
[1]高速陶瓷滚动轴承等效刚度分析与试验[J]. 唐云冰,罗贵火,章璟璇,高德平.  航空动力学报. 2005(02)
[2]圆锥浮环动静压轴承动态特性实验研究[J]. 岑少起,崔岩,郭红,张少林,尉迟铁业.  润滑与密封. 2004(04)
[3]微型热机、燃气涡轮、火箭发动机——美国麻省理工学院（MIT）微型发动机研究计划[J]. 宁建华.  火箭推进. 2004(03)
[4]圆锥浮环动静压轴承动态特性理论研究[J]. 郭红,崔岩,岑少起,张少林,尉迟铁业.  机械强度. 2004(03)
[5]动力磁悬浮轴承的建模与仿真分析[J]. 曾励,赵红兵,王新琴.  现代制造工程. 2004(03)
[6]感应型无轴承电机磁悬浮力解析模型及其反馈控制[J]. 年珩,贺益康.  中国电机工程学报. 2003(11)
[7]磁悬浮飞轮系统陀螺效应的抑制[J]. 沈钺,孙岩桦,王世琥,虞烈.  西安交通大学学报. 2003(11)
[8]无轴承异步电机的转子磁场定向控制[J]. 邓智泉,王晓琳,张宏荃,李冰,何礼高,严仰光.  中国电机工程学报. 2003(03)
[9]基于气隙磁场定向的无轴承异步电机非线性解耦控制[J]. 邓智泉,张宏全,王晓琳,严仰光.  电工技术学报. 2002(06)
[10]无轴承电动机轴向磁轴承参数设计与控制系统研究[J]. 朱熀秋.  电工技术学报. 2002(03)

硕士论文
[1]无轴承异步电机的伪微分反馈控制研究[D]. 赵红兵.扬州大学 2004



本文编号：3303892