主動磁軸承由于無接觸、無潤滑、無磨損、無噪聲、精度高、壽命長等優(yōu)點越來越受到重視。本文提及的光鉸鏈是一個大動作范圍、高精度系統(tǒng)，其傳動主軸的支承軸承對該系統(tǒng)的精度影響很大，因此，主軸支承軸承的合理選擇對提高光鉸鏈的精度至關重要，所選軸承既能使光鉸鏈實現大角度范圍的動作，又能使其具有相當高的精度。為此，本文就引入了主動磁軸承，主要進行了基于光鉸鏈的主動磁軸承系統(tǒng)的建模與分析，這為主動磁軸承系統(tǒng)在光鉸鏈系統(tǒng)中的應用研究奠定了理論基礎。 本文首先建立了單自由度主動磁軸承系統(tǒng)和二單自由度主動磁軸承系統(tǒng)的數學模型；在此基礎上，建立了單自由度主動磁軸承系統(tǒng)的PID控制模型，并分別進行了在基礎脈沖干擾下和轉子參數攝動下PID控制的階躍響應仿真，以及在基礎正弦干擾信號作用下的轉子起浮仿真；此外，又進行了主動磁軸承的神經網絡控制仿真，仿真結果表明：對于很復雜的非線性系統(tǒng)，神經網絡控制優(yōu)于傳統(tǒng)的PID控制；最后，分析了在PID控制下，轉子的位移誤差對光鉸鏈光束穩(wěn)定性的影響，分析表明：主動磁軸承轉子的位移誤差對光鉸鏈光束穩(wěn)定性的影響極小，因此，主動磁軸承可保證光鉸鏈系統(tǒng)具有相當高的精度。
【學位單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2005
【中圖分類】：TH133.3
【部分圖文】：

圖1.3X一Y軸型光鉸鏈的三維造型X一Y軸型光鉸鏈的x軸稱為方位軸(az加uthxasi)，Y軸稱為俯仰軸(Pithcxasi)，兩軸都由音圈電機驅動�？蚣芗胺瓷溏R片一起可繞X軸轉動，同時反可繞Y軸轉動并隨X軸的轉動而作牽連運動。工作光束的調整對準同時由和俯仰軸來進行，·通過安裝在反射鏡片后側中心處的光源發(fā)出的光打到光裝置PSD(PositionSensitiveDeteetor)上，PSD將光斑的位置以模擬信號式傳遞給控制電路，然后經過中央處理器的處理，對各個軸的驅動電機進行從而實現對工作光束的精確對準。其中PSD檢測系統(tǒng)由發(fā)射光源、PSD傳感號處理電路組成。光學鉸鏈通過應用閉環(huán)控制系統(tǒng)從而使得反射鏡片實時準光源的位置而變化，從而抑制由于外界的沖擊或振動對光路傳輸的影響，動控制振動和隔離振動的目的和效果。目前，國內使用的光鉸鏈系統(tǒng)均為小角度范圍的，大角度范圍、大尺寸鏈系統(tǒng)還沒有。在國外，光鉸鏈技術很發(fā)達，而且應用范圍很廣泛，可應光武器、空間光通信等場合。國外只對我國出售小角度范圍的光鉸鏈系統(tǒng)，、，，、

圖5.n神經網絡對象的結構圖在對網絡進行訓練之前，應首先對建立的網絡的各層神經元之間的連接權值和各神經元的閥值進行初始化，即賦予一定的初值。事實上，州哄JLAB軟件在建立神經網絡對象時己根據給定的輸入數據樣本集自動完成對權值和閥值的初始化。當然，用戶如對M戶丁LAB完成的初始化數據不滿意，也可對初始化數據進行人工調整。本網絡各權值和閥值的初始值為:w{‘，1}一【1400·07‘3}冬二登龜w{2，1}一【3.3726一12.707415.951714.8‘44rw{3，2}一【0·72218一4·60388.0188一9.8361。{1}一【一0·，5985〕。{2}一【一7.39941.26542.31340·74‘63了b{3}一l一2.0638」(5一1)然后，我們對網絡進行訓練，訓練參數設置如圖5.12所示。

基于光鉸鏈的主動磁軸承系統(tǒng)的建模與仿真圖5.12網絡訓練參數設置我們先采用一組樣本進行訓練，得到圖5.13所示結果。圖5.13網絡訓練誤差變化曲線圖5.13中黑色水平線代表網絡訓練的目標誤差，藍色曲線代表網絡的準則函數值隨訓練進行的變化情況。由圖5.13可以看出，當訓練進行到第18步時，網絡準則函數值為7.13139x10一“，小于訓練設定的誤差目標10一5，訓練停止。
【參考文獻】

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本文編號：2841988