發(fā)布時(shí)間：2022-01-08 13:28

　　磁軸承是利用磁力將轉(zhuǎn)子穩(wěn)定懸浮于空間的一種新型高性能軸承，由于轉(zhuǎn)子與定子之間不存在機(jī)械接觸，轉(zhuǎn)子可以達(dá)到很高的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，幾乎沒有機(jī)械磨損、壽命長、能耗低、噪音小、無需潤滑、在很多應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)與傳統(tǒng)軸承相比具有明顯的優(yōu)越性。 本文介紹了本實(shí)驗(yàn)室研制的數(shù)控AMB實(shí)驗(yàn)臺(tái)數(shù)學(xué)模型以及數(shù)字控制器的硬件和軟件的工作原理，它采用了上下位機(jī)主從式工作方式，可在線修改控制器參數(shù)。本文提出利用轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)在線最優(yōu)控制思想。由于AMB系統(tǒng)轉(zhuǎn)子動(dòng)力特性和功放的非線性是轉(zhuǎn)速的函數(shù)，而且在實(shí)際中轉(zhuǎn)速是可以在線測(cè)量的，因此可以將數(shù)字控制器參數(shù)以轉(zhuǎn)速分段優(yōu)化，從而使系統(tǒng)始終工作在最佳狀態(tài)。采用優(yōu)化方法與AMB系統(tǒng)仿真相結(jié)合的方法得到控制器不同轉(zhuǎn)速段的優(yōu)化參數(shù)，并用實(shí)驗(yàn)初步驗(yàn)證了這些參數(shù)的有效性。本文用所提出的電磁軸承-柔性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)分析方法，對(duì)實(shí)驗(yàn)室的磁軸承實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了較為深入的分析。計(jì)算分析表明：采用兩級(jí)相位超前的控制器可以增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性并大大降低不平衡響應(yīng)的幅值；由于傳感器與磁軸承的異位的存在，尤其是對(duì)柔性轉(zhuǎn)子，傳感器所測(cè)的信號(hào)不能真實(shí)地反映磁軸承的情況，影響了系統(tǒng)的可控性及可觀測(cè)性，因而影響了控制效果，對(duì)系統(tǒng)... 

【文章來源】：北京工業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
第一章 緒論
    1.1 磁軸承技術(shù)簡介
        1.1.1 磁軸承及分類
        1.1.2 磁軸承控制技術(shù)
        1.1.3 磁軸承技術(shù)的新發(fā)展
    1.2 論文內(nèi)容安排
第二章 有源磁力軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與模型建立
    2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與參數(shù)
        2.1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        2.1.2 系統(tǒng)參數(shù)
    2.2 系統(tǒng)模型分析
        2.2.1 電磁力數(shù)學(xué)模型
        2.2.2 位移傳感器
        2.2.3 功率放大器
        2.2.4 五自由度系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程
        2.2.5 單質(zhì)點(diǎn)線性化模型
第三章 數(shù)字控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    3.1 數(shù)字控制器的硬件
        3.1.1 A/D、D/A模板
            3.1.1.1 譯碼控制電路
            3.1.1.2 A/D、D/A轉(zhuǎn)換電路
            3.1.1.3 光電鍵相脈沖電路
        3.1.2 TMS320C25模板
    3.2 數(shù)字控制器的軟件
    3.3 數(shù)字控制器PD、PDD的等效傳遞函數(shù)
第四章 數(shù)字控制器的參數(shù)優(yōu)化
    4.1 控制器參數(shù)分段優(yōu)化思想的提出
    4.2 磁軸承系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型
    4.3 控制器參數(shù)優(yōu)化的約束條件
    4.4 AMB系統(tǒng)控制器參數(shù)優(yōu)化模型與方法
    4.5 數(shù)控PD參數(shù)優(yōu)化的初步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
第五章 電磁軸承-柔性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)分析
    5.1 電磁軸承-柔性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)分析方法
        5.1.1 引言
        5.1.2 電磁軸承-柔性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)分析方法的原理
    5.2 臨界轉(zhuǎn)速分析
        5.2.1 不計(jì)支承阻尼時(shí)轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速
        5.2.2 磁軸承支承時(shí)的臨界轉(zhuǎn)速
    5.3 系統(tǒng)衰減系數(shù)與阻尼固有頻率
    5.4 不平衡響應(yīng)分析
        5.4.1 控制器為一級(jí)相位超前時(shí)的不平衡響應(yīng)
        5.4.2 控制器為兩級(jí)相位超前時(shí)的系統(tǒng)分析
            5.4.2.1 軸承與傳感器同位時(shí)的不平衡響應(yīng)
            5.4.2.2 軸承與傳感器異位時(shí)不平衡響應(yīng)
            5.4.2.3 比較分析
結(jié)論與建議
致謝
參考文獻(xiàn)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]電磁軸承柔性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)分析方法[J]. 唐鐘麟,馮志華,黃曉蔚.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 1999(02)
[2]數(shù)字控制的有源磁懸浮軸承的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 黃曉蔚,唐鐘麟,馮志華,吳瑞峰.  機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 1998(06)
[3]高速電磁軸承轉(zhuǎn)子軸的設(shè)計(jì)研究[J]. 張鋼,謝振宇,陳立群,虞烈.  機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 1998(05)
[4]推力電磁軸承的動(dòng)態(tài)承載能力與動(dòng)剛度計(jì)算[J]. 張鋼,劉淑琴,虞烈,謝友柏.  中國機(jī)械工程. 1998(09)
[5]電磁軸承的工業(yè)應(yīng)用設(shè)計(jì)[J]. 張鋼,曹廣忠,虞烈,謝友柏.  軸承. 1998(06)
[6]非線性系統(tǒng)三維頻域分析法及其在磁軸承中的應(yīng)用[J]. 祁慶中,趙雷,江偉,趙鴻賓.  清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 1998(06)
[7]主動(dòng)磁懸浮軸承的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) PID 控制研究[J]. 施陽,嚴(yán)衛(wèi)生,任章,徐德民.  機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 1998(02)
[8]可控磁懸浮徑向軸承結(jié)構(gòu)內(nèi)部干擾因素分析及抑制干擾的對(duì)策[J]. 趙雷,白慶泰,張士義,劉晉春.  機(jī)械設(shè)計(jì). 1996(11)
[9]可控磁懸浮軸承剛度的提高與大范圍穩(wěn)定性[J]. 趙雷,劉晉春,張士義.  組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 1996(07)
[10]電磁軸承系統(tǒng)控制參數(shù)與穩(wěn)定性的關(guān)系分析[J]. 汪希平,袁崇軍,謝友柏.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 1996(03)



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