本文關鍵詞：基于DSP的立式磁浮軸承控制系統(tǒng)設計　出處：《北京交通大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 磁浮軸承 電控系統(tǒng) 開關型功率放大器 TMS320F28335 軟件編程

【摘要】：磁浮軸承控制系統(tǒng)是一套綜合了機械學、電磁學、控制學、計算機、儀器儀表等多門學科的復雜系統(tǒng)。其中磁浮軸承轉(zhuǎn)子定位控制算法和復雜電控系統(tǒng)設計一直是研究的難點和重點。本文依托海爾集團研發(fā)中心“直驅(qū)式磁懸浮洗衣機”項目,針對洗衣機內(nèi)桶旋轉(zhuǎn)過程轉(zhuǎn)子震蕩劇烈問題進行研究。課題中洗衣機內(nèi)桶可看作立式磁浮軸承轉(zhuǎn)子,其定位控制原理、電控設計與磁浮軸承系統(tǒng)相同。本文以磁浮軸承電控驅(qū)動為研究重點,主要進行以下工作：首先,介紹典型磁浮軸承的基本機構和工作原理,并對本課題中立式磁浮桶進行轉(zhuǎn)子動力學分析和控制算法MATLAB仿真。然后,設計一款模擬型功率放大器,針對模擬功放效率低、發(fā)熱嚴重問題,深入研究開關型功率放大器拓撲、紋波、調(diào)制方式。使用Saber軟件進行仿真,仿真結果與理論分析相符合。在此基礎上設計基于DSP的三電平開關型功率放大器硬件電路,包括電流采樣電路,移相PWM電路,功率管驅(qū)動電路,隔離電路和改進型半橋電路等。測試結果表明三電平調(diào)制能大大減小輸出電流紋波,其動態(tài)特性和輸出特性均滿足設計要求。最后,采用TMS320F28335作為系統(tǒng)主控芯片,設計DSP控制器最小系統(tǒng)以及外設電路,包括A/D轉(zhuǎn)換電路,DAC7724數(shù)模轉(zhuǎn)換電路,位移信號調(diào)理電路,電源管理電路,外設接口電路等。在完成硬件電路基礎上,使用CCS開發(fā)平臺進行軟件編程,完成相關寄存器配置及控制算法并反復調(diào)試。實驗結果表明立式轉(zhuǎn)子在一小范圍內(nèi)震動,實現(xiàn)了立式磁軸承轉(zhuǎn)子徑向懸浮。
[Abstract]:Maglev bearing control system is a combination of mechanical, electromagnetic, control, computer. The design of magnetic bearing rotor positioning control algorithm and complex electronic control system has always been the difficulty and focus of the research. This paper relies on the Haier Group R & D Center. Direct-drive maglev washing machine "project." In this paper, the rotor oscillation in the rotating process of the washing machine is studied. In the subject, the inner bucket of the washing machine can be regarded as the rotor of the vertical maglev bearing, and its positioning control principle. The electronic control design is the same as the magnetic bearing system. This paper focuses on the electrically controlled drive of the magnetic bearing. The main work is as follows: firstly, the basic mechanism and working principle of the typical maglev bearing are introduced. And the vertical maglev bucket rotor dynamics analysis and control algorithm MATLAB simulation. Then, design an analog power amplifier, aiming at the low efficiency of analog power amplifier and serious problems of heating. The topology, ripple and modulation mode of switching power amplifier are deeply studied. The simulation is carried out with Saber software. The simulation results are in accordance with the theoretical analysis. Based on this, a three-level switching power amplifier hardware circuit based on DSP is designed, including current sampling circuit, phase-shifted PWM circuit, power transistor drive circuit. The test results show that the three-level modulation can greatly reduce the output current ripple, its dynamic characteristics and output characteristics meet the design requirements. Using TMS320F28335 as the main control chip of the system, the minimum system and peripheral circuits of DSP controller are designed, including the A / D conversion circuit and DAC7724 digital-analog conversion circuit. Displacement signal conditioning circuit, power management circuit, peripheral interface circuit and so on. On the basis of the completion of the hardware circuit, using CCS development platform for software programming. The experimental results show that the vertical rotor vibrates in a small range and realizes the radial suspension of the vertical magnetic bearing rotor.
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH133.3

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本文編號：1375803