本文關鍵詞：電磁軸承的開關功放設計及懸浮控制研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：電磁軸承是一種通過電磁力調(diào)節(jié)來控制轉子懸浮狀態(tài)的新型機電一體化軸承。電磁軸承憑借無接觸,無磨損,無需潤滑,功耗低,無污染,控制精度高,適合高轉速等優(yōu)良性能,在高速精密軸承行業(yè)有著廣泛的應用前景。同時,電磁軸承的支承特性可以通過控制策略實時調(diào)節(jié),在線監(jiān)測和控制轉子的運轉狀態(tài),對轉子不平衡振動進行實時主動控制,以解決轉子不平衡振動的問題。本文的主要研究任務是電磁軸承開關功率放大器,分析其性能對電磁軸承系統(tǒng)的影響,并完成硬件實物設計。在此基礎上搭建單自由度電磁軸承實驗平臺,對不平衡振動控制進行實驗分析。本文首先對電磁軸承和其功率放大器目前國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀進行了簡述,在詳細介紹電磁軸承構成以及開關功率放大器的原理后,理論分析了功率放大器性能參數(shù)指標。其次在對比了開關功率放大器的脈沖調(diào)制策略以及功率拓撲結構后,對所設計的開關功率放大器的各個硬件環(huán)節(jié):功率拓撲結構、PWM脈沖調(diào)制、功率管隔離驅動、電流反饋控制進行了詳細介紹。實測了開關功率放大器的線性度、頻率響應、電流變化率、階躍響應以及電流紋波參數(shù),并實驗分析輸入電壓、開關頻率對其的影響,選取合適參數(shù)滿足電磁軸承對開關功率放大器的要求。最后完成了基于matlab/simulink實時仿真平臺下的半實物單自由度電磁軸承實驗平臺建設。在實驗平臺上完成基于LMS算法的自適應振動控制器設計,并實驗驗證了該振動控制器對不平衡振動有良好抑制效果。當振動變化時,振動控制信號能進行自適應跟隨,隨后對控制器的性能參數(shù)和抗噪性能進行實驗分析。
【關鍵詞】：電磁軸承 開關功率放大器 半實物仿真 自適應振動控制
【學位授予單位】：浙江理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN722.75;TH133.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 引言8
• 1.2 電磁軸承系統(tǒng)簡介及發(fā)展8-10
• 1.2.1 電磁軸承系統(tǒng)簡介8
• 1.2.2 電磁軸承系統(tǒng)發(fā)展8-10
• 1.3 電磁軸承功率放大器的發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.3.1 電磁軸承功率放大器的發(fā)展10-11
• 1.3.2 電磁軸承功率放大器的現(xiàn)狀11-12
• 1.4 本論文所做的工作12-14
• 第二章 電磁軸承系統(tǒng)構成與開關功放原理14-28
• 2.1 電磁軸承系統(tǒng)的構成14-16
• 2.2 電磁軸承的功率放大器的分類16-18
• 2.3 電磁軸承的功率放大器脈沖控制策略分析18-21
• 2.4 電磁軸承開關功率放大器拓撲電路21-23
• 2.5 電磁軸承開關功率放大器性能分析23-27
• 2.5.1 功率放大器效率23
• 2.5.2 功率放大器開關頻率和線性度23-24
• 2.5.3 功率放大器電流變化率24-25
• 2.5.4 功率放大器力響應速度25-26
• 2.5.5 功率放大器電流紋波和干擾26-27
• 2.6 小結27-28
• 第三章 功率放大器的硬件設計28-46
• 3.1 電磁軸承功率放大器的構成28
• 3.2 功率拓撲環(huán)節(jié)28-29
• 3.3 驅動隔離環(huán)節(jié)29-31
• 3.4 PWM調(diào)制環(huán)節(jié)31
• 3.5 控制器環(huán)節(jié)31-38
• 3.5.1 兩電平功放的原理32-34
• 3.5.2 三電平功放的原理34-37
• 3.5.3 三電平功放的控制器設計37-38
• 3.6 電流反饋環(huán)節(jié)38
• 3.7 開關功放的實驗性能測試38-45
• 3.7.1 開關功放線性度39-40
• 3.7.2 開關功放頻率響應與電流變化率40-42
• 3.7.3 開關功放階躍響應42-43
• 3.7.4 開關功放電流紋波43-45
• 3.8 本章小結45-46
• 第四章 單自由度電磁軸承振動控制實驗46-64
• 4.1 單自由度電磁軸承實驗平臺簡介46-55
• 4.1.1 單自由度電磁軸承位移傳感器介紹47-48
• 4.1.2 單自由度電磁軸承開關功放介紹48
• 4.1.3 單自由度電磁軸承控制器設計48-55
• 4.1.4 單自由度電磁軸承穩(wěn)定懸浮55
• 4.2 單自由度電磁軸承振動控制55-59
• 4.2.1 單自由度電磁軸承不平衡振動模型55-57
• 4.2.2 自適應LMS振動控制57-59
• 4.3 單自由度電磁軸承振動控制實驗59-63
• 4.3.1 LMS振動控制59-60
• 4.3.2 振動控制步長因子對振動控制影響60-62
• 4.3.3 噪聲對振動控制影響62-63
• 4.4 本章小結63-64
• 第五章 總結與展望64-66
• 5.1 總結64
• 5.2 展望64-66
• 參考文獻66-71
• 攻讀學位期間的研究成果71-72
• 致謝72

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1 楊艷麗,汪希平;電磁軸承技術及其應用開發(fā)鍌[J];機電工程技術;2001年02期

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3 牟鴻,徐龍祥,吳慶憲;主動電磁軸承不平衡補償?shù)难芯縖J];軸承;2002年11期

4 王懷穎,何欽象;有限元在電磁軸承研究中的應用原理[J];機床與液壓;2002年03期

5 劉亞忠,劉彬;電磁軸承力學特性的有限元分析[J];軸承;2003年09期

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8 常春江,楊榮;電磁軸承及其應用 第二部分 電磁軸承工作原理和設計要點[J];航空發(fā)動機;2003年02期

9 吳剛,張育林,劉昆,程謀森,肖凱;永磁電磁軸承的磁路設計方法[J];軸承;2004年03期

10 蔣啟龍,連級三;電磁軸承及其應用研究綜述[J];重慶大學學報(自然科學版);2004年07期

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1 庫少平;胡業(yè)發(fā);周祖德;;電磁軸承多傳感器數(shù)據(jù)融合處理[A];中國力學學會學術大會'2005論文摘要集（下）[C];2005年

2 劉兆仲;李靜;;一類主動電磁軸承系統(tǒng)模型的非線性動力學分析[A];第十三屆全國非線性振動暨第十屆全國非線性動力學和運動穩(wěn)定性學術會議摘要集[C];2011年

3 尹小娜;李靜;;主動電磁軸承-轉子系統(tǒng)周期解存在的條件及其數(shù)值模擬[A];第三屆海峽兩岸動力學、振動與控制學術會議論文摘要集[C];2013年

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5 劉文洲;楚軍;趙雷;;電磁軸承磁場分析和優(yōu)化設計[A];第二屆全國信息獲取與處理學術會議論文集[C];2004年

6 谷會東;趙雷;趙鴻賓;;電磁軸承在轉子過臨界中的應用[A];中國力學學會學術大會'2005論文摘要集（下）[C];2005年

7 賀航宇;谷會東;石磊;趙雷;張良駒;;基于虛擬儀器的電磁軸承系統(tǒng)辨識研究[A];中國力學學會學術大會'2005論文摘要集（下）[C];2005年

8 沙宏磊;徐e

本文編號：265940