本文關鍵詞：磁懸浮軸承電控系統(tǒng)的研究與設計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：磁懸浮軸承是利用電磁力實現(xiàn)非接觸式支撐的一種新型的高性能軸承,在工業(yè)領域有著廣泛的應用前景。目前國外研究比較領先,已有工業(yè)產(chǎn)品應用,而國內(nèi)的研究大多還處于實驗室階段。 磁懸浮軸承由機械和電氣控制系統(tǒng)(簡稱電控系統(tǒng))兩大部分組成,而電控系統(tǒng)更為關鍵。本文根據(jù)工程應用需要,以軸向磁懸浮軸承為應用研究對象,重點研究設計磁懸浮軸承的電控系統(tǒng),主導思想是設計出響應迅速、控制性能優(yōu)良、經(jīng)濟實用的電控系統(tǒng)。 本文主要工作和成果體現(xiàn)在： 1、對電渦流傳感器位移檢測電路進行了優(yōu)化設計,重點研究提高位移檢測靈敏度及穩(wěn)定性問題。為此在激勵信號源、放大處理電路等多方面研究采取了有效措施,實驗表明,可獲得15mV/μm以上的位移檢測靈敏度,完全能滿足磁懸浮軸承位移檢測的要求； 2、對磁懸浮軸承功率放大器進行了分析研究,設計了基于脈寬調(diào)制原理的功率放大器,其具有電路結構簡單、易于實現(xiàn)、易于控制、性能優(yōu)良且經(jīng)濟的特點； 3、研究設計了基于PID控制策略的、完全由模擬電路構成的PID控制器,重點分析了P、I、D參數(shù)對控制系統(tǒng)的影響,并采用經(jīng)驗法進行參數(shù)整定。實驗表明,該控制器能滿足快速響應、準確控制的要求。 論文構建了完整的軸向磁懸浮軸承系統(tǒng),對研究設計的控制系統(tǒng)性能進行了實驗測試。實驗結果表明,控制系統(tǒng)能夠很好的控制推力盤實現(xiàn)穩(wěn)定懸浮,而且有很好的位置控制精度以及較大的動剛度。本文的研究工作為開展多自由度磁懸浮軸承的研究提供了有用參考,有重要的實用價值。
【關鍵詞】：磁懸浮軸承 電控系統(tǒng) 電渦流位移傳感器 功率放大器 PID控制器
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH133.3
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 目錄6-8
• 1 緒論8-12
• 1.1 課題的研究背景及意義8-9
• 1.2 電控系統(tǒng)國內(nèi)外研究概況9-11
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀及趨勢9-10
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 本文主要工作內(nèi)容11
• 1.4 本章小結11-12
• 2 磁懸浮軸承電控系統(tǒng)的總體設計12-20
• 2.1 磁懸浮軸承簡介12-13
• 2.2 磁懸浮軸承電控系統(tǒng)組成及工作流程13-14
• 2.3 位移檢測要求及位移傳感器選擇14-16
• 2.4 功放的要求及選擇16-17
• 2.5 控制器的要求及控制算法的選擇17-19
• 2.6 本章小結19-20
• 3 電渦流傳感器位移檢測電路設計20-38
• 3.1 電渦流傳感器工作原理20-21
• 3.1.1 電渦流效應20-21
• 3.1.2 位移檢測電路原理21
• 3.2 位移檢測電路關鍵參數(shù)分析21-24
• 3.2.1 匹配電阻的選擇21-24
• 3.2.2 匹配電容的選擇24
• 3.3 電渦流傳感器位移檢測電路設計24-32
• 3.3.1 傳感器探頭特性24-26
• 3.3.2 硬件組成部分26-27
• 3.3.3 激勵信號發(fā)生電路27-29
• 3.3.4 調(diào)幅電路29-30
• 3.3.5 信號調(diào)理電路設計30-32
• 3.4 漂移的解決方法32-33
• 3.5 電渦流傳感器的抗干擾設計33-34
• 3.6 電渦流傳感器的標定及性能測試34-37
• 3.6.1 傳感器的標定34-35
• 3.6.2 傳感器性能測試35-37
• 3.7 本章小結37-38
• 4 功率放大器及控制器的設計38-58
• 4.1 功放的組成及工作流程38
• 4.2 功放的性能參數(shù)38-40
• 4.3 功放電路設計40-46
• 4.3.1 脈寬調(diào)制器的設計40-42
• 4.3.2 換能電路的設計42-45
• 4.3.3 隔離驅動電路的設計45-46
• 4.4 磁懸浮軸承控制器設計理論基礎46-50
• 4.4.1 PID控制算法簡述46-48
• 4.4.2 磁懸浮軸承系統(tǒng)數(shù)學模型48-49
• 4.4.3 控制系統(tǒng)數(shù)學分析49-50
• 4.5 控制器的設計50-54
• 4.5.1 控制系統(tǒng)實現(xiàn)架構50-51
• 4.5.2 控制器電路設計51-53
• 4.5.3 PID控制器的改進53-54
• 4.6 PID參數(shù)的整定54-57
• 4.6.1 PID控制器參數(shù)整定方法54-55
• 4.6.2 PID控制器參數(shù)的實驗整定55-57
• 4.7 本章小結57-58
• 5 磁懸浮軸承系統(tǒng)性能測試及分析58-62
• 5.1 空載懸浮實驗59
• 5.2 加載懸浮測試59-61
• 5.3 本章小結61-62
• 6 總結62-63
• 致謝63-64
• 參考文獻64-67
• 附錄 A67-68
• 附錄 B68

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：磁懸浮軸承電控系統(tǒng)的研究與設計，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：334716