本文關(guān)鍵詞：磁懸浮飛輪儲(chǔ)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(chǔ)能是一種新型的機(jī)械儲(chǔ)能技術(shù),擁有能量轉(zhuǎn)化效率高、儲(chǔ)存能量密度大、充放電速度快、使用壽命較長(zhǎng)、更重要的是無(wú)任何廢氣廢料的污染等特點(diǎn),符合將來(lái)儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展前景。飛輪儲(chǔ)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(guān)鍵,不但要使飛輪轉(zhuǎn)子可靠穩(wěn)定的運(yùn)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(chǔ)能中的傳統(tǒng)軸承來(lái)支承轉(zhuǎn)子,不僅可以降低飛輪儲(chǔ)能過(guò)程中的能量消耗,加大能量利用率,而且能夠加快飛輪轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度,加大飛輪的能量存儲(chǔ)密度。本文主要對(duì)飛輪儲(chǔ)能轉(zhuǎn)子的支承系統(tǒng)進(jìn)行分析研究。明確了磁懸浮軸承支承技術(shù)在飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)中的關(guān)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(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,確定了研究?jī)?nèi)容。本文的儲(chǔ)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(dòng)磁力軸承以及被動(dòng)磁力軸承兩者的綜合優(yōu)點(diǎn),并選擇軸向-徑向混合磁軸承和徑向混合磁軸承的支承結(jié)構(gòu)。著重闡述軸向-徑向、徑向混合磁懸浮軸承的結(jié)構(gòu)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(dǎo)出軸向和徑向上的磁懸浮力的公式及其數(shù)學(xué)模型,并對(duì)磁力軸承的軸向、徑向之間存在的耦合性進(jìn)行了分析,得出在轉(zhuǎn)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(jié)論,從而為后續(xù)的控制帶來(lái)了極大的方便。最后對(duì)磁懸浮飛輪儲(chǔ)能支承系統(tǒng)的控制策略進(jìn)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(wèn)題,對(duì)于變論域模糊PID控制方法已經(jīng)存在大量的設(shè)計(jì)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(chǔ)上對(duì)混合磁懸浮軸承系統(tǒng)設(shè)計(jì)出一種改進(jìn)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(gè)改進(jìn)為三個(gè),彌補(bǔ)傳統(tǒng)變論域模糊PID控制算法不能使模糊PID控制器三個(gè)輸出量的論域范圍各自可變的不足。仿真研究結(jié)果表明在磁懸浮軸承系統(tǒng)中,改進(jìn)型變論域模糊PID控制具有動(dòng)、靜態(tài)性能好并且抗干擾能力較強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
【關(guān)鍵詞】：混合磁懸浮軸承 改進(jìn)型變論域模糊PID 伸縮因子 仿真
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：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(chǔ)能支承系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)外磁懸浮軸承的研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)外磁懸浮軸承系統(tǒng)控制策略的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 課題的意義11-12
• 1.4 本文的研究?jī)?nèi)容與工作12-14
• 第2章 磁懸浮飛輪儲(chǔ)能支承系統(tǒng)的選擇14-18
• 2.1 飛輪儲(chǔ)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(jié)構(gòu)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(jié)17-18
• 第3章 混合磁懸浮軸承的工作原理及數(shù)學(xué)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(jié)構(gòu)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(shù)和位移剛度系數(shù)計(jì)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(jié)構(gòu)特點(diǎn)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(jì)算30-31
• 3.3 線性化數(shù)學(xué)模型31
• 3.4 本章小結(jié)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(chǔ)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(shè)計(jì)35-38
• 4.3 傳統(tǒng)變論域的原理及論域調(diào)整機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)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(diào)節(jié)器規(guī)則設(shè)計(jì)41-44
• 4.4 改進(jìn)型變論域模糊PID控制器設(shè)計(jì)44-46
• 4.5 仿真研究與分析46-49
• 4.6 本章小結(jié)49-50
• 第5章 結(jié)論50-52
• 5.1 結(jié)論50
• 5.2 展望50-52
• 參考文獻(xiàn)52-55
• 在學(xué)研究成果55-56
• 致謝56

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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10 朱q，

本文編號(hào)：258213