主动磁悬浮转子刚度、阻尼分析与研究

发布时间：2024-11-02 04:31

　　磁悬浮转子是一种新型、高科技前沿产品。它具有无摩擦、无磨损、无需润滑、无污染、能耗小以及使用寿命长等优点,适用于各种高速或超高速、真空等特殊环境场合。在军事、空间站、核工业、能源、化工、交通等领域具有广泛的应用前景和重要的科学意义。磁力轴承作为目前可应用于工程实际、且能够实施主动控制的支承部件之一,具有一般传统轴承和支承技术所无法比拟的优点,目前已在各个领域的高速旋转机械中开始应用。随着现代旋转机械转速的大幅度提高,支承对转子系统的稳定性、动态特性、旋转精度等影响越来越大,在许多场合几乎支配着整个系统的稳定性已经严重制约了该技术的推广应用。 本文通过对磁力轴承系统的刚度和阻尼的分析,分析磁力轴承系统的刚度和阻尼与系统的结构参数关系,以及与系统控制器的传递函数的联系。对转子空间位移改变,而产生的刚度与阻尼的影响做出了分析。分析了PID控制参数对刚度与阻尼的影响。对于控制的磁力轴承系统,当电磁轴承系统的结构参数确定后,合理选择系统控制器的传递函数（频响特性）,就能获得期望的系统刚度阻尼特性,使系统稳定运行。 对磁悬浮转子的支承特性进行了深入的仿真与实验研究。通过采用MATLAB软...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 磁力轴承的工作原理及应用
        1.2.1 磁力轴承的工作原理
        1.2.2 磁力轴承的应用
    1.3 国内外研究磁力轴承转子刚度、阻尼现状与分析
    1.4 本课题的研究内容及意义
    1.5 论文课题支撑与主要内容
第2章 主动磁力轴承转子刚度与阻尼
    2.1 磁悬浮转子系统的结构
        2.1.1 径向磁力轴承
        2.1.2 轴向磁力轴承
        2.1.3 涡流式位移传感器
        2.1.4 控制器
        2.1.5 功率放大器
    2.2 磁力轴承刚度与阻尼
    2.3 PID控制器中参数与刚度阻尼关系
        2.2.1 PID控制器中比例加微分参数与刚度阻尼关系
        2.2.2 PID控制器中积分参数与刚度阻尼关系
        2.2.3 PID控制参数与刚度阻尼的调定
    2.4 位移变化与磁力轴承刚度阻尼的关系
        2.4.1 位移变化速度对刚度的影响
        2.4.2 位移变化速度对阻尼的影响
    2.5 支承刚度对临界转速的影响分析
    2.6 本章小结
第3章 主动磁力轴承转子刚度与阻尼模拟分析
    3.1 引言
    3.2 PID控制器
        3.2.1 理想的模拟PID控制器
        3.2.2 数字PID控制器
    3.3 Simulink仿真系统
    3.4 刚度阻尼特性的模拟分析
        3.4.1 PID控制器中比例参数Kp对支承特性的影响
        3.4.2 PID控制器中微分参数Kd对支承特性的影响
        3.4.3 PID控制器中积分参数Ki对支承特性的影响
    3.5 主动磁悬浮转子刚度与阻尼仿真研究
    3.6 本章小结
第4章 磁悬浮转子刚度试验方案设计
    4.1 磁悬浮转子工作原理
    4.2 试验对象与原理
    4.3 径向加力基本方案
    4.4 径向加载b方案结构分析
    4.5 试验载荷数据的确定
    4.6 本章小结
第5章 磁悬浮转子刚度试验测试
    5.1 试验(一)
        5.1.1 实验测量
        5.1.2 实验数据分析
    5.2 试验(二)
        5.2.1 径向刚度测量
        5.2.2 实验数据分析
        5.2.3 最大加载
    5.3 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 研究总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢



本文编号：4009030