本文關鍵詞：磁懸浮飛輪儲能支承系統(tǒng)的控制策略研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：飛輪儲能是一種新型的機械儲能技術,擁有能量轉化效率高、儲存能量密度大、充放電速度快、使用壽命較長、更重要的是無任何廢氣廢料的污染等特點,符合將來儲能技術的發(fā)展前景。飛輪儲能裝置的核心之一是其支承系統(tǒng),飛輪支承系統(tǒng)的作用非常關鍵,不但要使飛輪轉子可靠穩(wěn)定的運行,而且要求盡可能地降低由于支承引起的能量損耗。磁懸浮軸承是一種非接觸式的支承方式,利用其代替飛輪儲能中的傳統(tǒng)軸承來支承轉子,不僅可以降低飛輪儲能過程中的能量消耗,加大能量利用率,而且能夠加快飛輪轉子的旋轉速度,加大飛輪的能量存儲密度。本文主要對飛輪儲能轉子的支承系統(tǒng)進行分析研究。明確了磁懸浮軸承支承技術在飛輪儲能系統(tǒng)中的關鍵作用,論述了磁懸浮軸承以及磁懸浮軸承系統(tǒng)控制方法的國內外研究現狀,確定了研究內容。本文的儲能飛輪支承系統(tǒng)采用的是混合磁懸浮軸承,混合磁懸浮軸承具有主動磁力軸承以及被動磁力軸承兩者的綜合優(yōu)點,并選擇軸向-徑向混合磁軸承和徑向混合磁軸承的支承結構。著重闡述軸向-徑向、徑向混合磁懸浮軸承的結構組成和其工作原理,將磁軸承的磁路利用等效磁路法做了分析,推導出軸向和徑向上的磁懸浮力的公式及其數學模型,并對磁力軸承的軸向、徑向之間存在的耦合性進行了分析,得出在轉子平衡位置附近軸向與徑向之間存在的懸浮力是解耦的結論,從而為后續(xù)的控制帶來了極大的方便。最后對磁懸浮飛輪儲能支承系統(tǒng)的控制策略進行研究。混合磁懸浮軸承系統(tǒng)存在非線性以及不穩(wěn)定性的問題,對于變論域模糊PID控制方法已經存在大量的設計研究,并且其效果明顯優(yōu)越于常規(guī)PID控制、模糊PID控制方法。在傳統(tǒng)變論域模糊PID控制方法的基礎上對混合磁懸浮軸承系統(tǒng)設計出一種改進型變論域模糊PID控制算法,也就是把輸出伸縮因子的模糊控制器的輸出量由一個改進為三個,彌補傳統(tǒng)變論域模糊PID控制算法不能使模糊PID控制器三個輸出量的論域范圍各自可變的不足。仿真研究結果表明在磁懸浮軸承系統(tǒng)中,改進型變論域模糊PID控制具有動、靜態(tài)性能好并且抗干擾能力較強等優(yōu)點。
【關鍵詞】：混合磁懸浮軸承 改進型變論域模糊PID 伸縮因子 仿真
【學位授予單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH133.7
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 課題的背景9
• 1.2 飛輪儲能支承系統(tǒng)的研究現狀9-11
• 1.2.1 國內外磁懸浮軸承的研究現狀9-10
• 1.2.2 國內外磁懸浮軸承系統(tǒng)控制策略的研究現狀10-11
• 1.3 課題的意義11-12
• 1.4 本文的研究內容與工作12-14
• 第2章 磁懸浮飛輪儲能支承系統(tǒng)的選擇14-18
• 2.1 飛輪儲能的組成和工作原理14-15
• 2.2 磁懸浮軸承的分類15-16
• 2.3 混合磁懸浮軸承系統(tǒng)結構方案的選擇16-17
• 2.4 磁懸浮軸承控制系統(tǒng)的選擇17
• 2.5 本章小結17-18
• 第3章 混合磁懸浮軸承的工作原理及數學模型18-33
• 3.1 混合軸向-徑向磁懸浮軸承18-27
• 3.1.1 混合軸向-徑向磁軸承的結構及工作原理18-19
• 3.1.2 混合軸向-徑向磁軸承的等效磁路分析19-24
• 3.1.3 磁懸浮力的耦合分析24-25
• 3.1.4 電流剛度系數和位移剛度系數計算25-27
• 3.2 混合徑向磁懸浮軸承27-31
• 3.2.1 混合徑向磁軸承的磁路結構特點27-28
• 3.2.2 混合徑向磁軸承的等效磁路分析28-30
• 3.2.3 徑向力計算30-31
• 3.3 線性化數學模型31
• 3.4 本章小結31-33
• 第4章 混合磁懸浮軸承的控制策略研究33-50
• 4.1 控制基礎與方法33-35
• 4.1.1 PID控制及其局限性33-34
• 4.1.2 模糊控制及其局限性34-35
• 4.2 模糊PID控制器的設計35-38
• 4.3 傳統(tǒng)變論域的原理及論域調整機構的設計38-44
• 4.3.1 變論域的原理38-40
• 4.3.2 伸縮因子的選取40-41
• 4.3.3 論域調節(jié)器規(guī)則設計41-44
• 4.4 改進型變論域模糊PID控制器設計44-46
• 4.5 仿真研究與分析46-49
• 4.6 本章小結49-50
• 第5章 結論50-52
• 5.1 結論50
• 5.2 展望50-52
• 參考文獻52-55
• 在學研究成果55-56
• 致謝56

【相似文獻】

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10 朱q，

本文編號：258213