發(fā)布時(shí)間：2020-03-23 02:37

【摘要】：隨著工業(yè)步伐的加快,傳統(tǒng)軸承已跟不上現(xiàn)代工業(yè)的需求,不能滿足高精度、高轉(zhuǎn)速和低磨損的性能要求,所以人們將磁懸浮軸承作為一種適應(yīng)當(dāng)代的新型軸承并深入研究,磁懸浮軸承也因此成為了世界的研究焦點(diǎn)。主動(dòng)式磁懸浮軸承具有無接觸、低耗能、壽命長、精度高等優(yōu)點(diǎn),在這些優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上本文側(cè)重于它的可控制性,本文也是針對主動(dòng)磁懸浮軸承系統(tǒng)的可控制性去設(shè)計(jì)基于滑模變結(jié)構(gòu)控制的控制器,然后通過仿真實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與相關(guān)的性能指標(biāo)對比,驗(yàn)證和分析本次設(shè)計(jì)的理論可行性。首先,建立主動(dòng)磁懸浮軸承系統(tǒng)的高精度模型,以單自由度磁懸浮軸承系統(tǒng)的組成和工作原理為基礎(chǔ),對其進(jìn)行合理簡化和磁力分析,得出單自由度磁懸浮軸承系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,并用狀態(tài)空間方程和傳遞函數(shù)描述。在研究單自由度磁懸浮軸承的基礎(chǔ)上,對多自由度磁懸浮軸承系統(tǒng)做進(jìn)一步的深入研究,再根據(jù)上述的步驟方法建立了合理的徑向四自由度高精度數(shù)學(xué)模型。其次,在建立的高精度模型基礎(chǔ)上,對單自由度磁懸浮軸承系統(tǒng)設(shè)計(jì)模糊滑模控制器。文中先設(shè)計(jì)基于指數(shù)趨近律的滑模控制器,從理論和仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果中得出滑�？刂频膬�(yōu)缺點(diǎn),并針對其存在的抖振現(xiàn)象,提出進(jìn)一步的改進(jìn)方案。在設(shè)計(jì)的滑�？刂破鞯幕A(chǔ)上結(jié)合模糊控制,利用模糊控制來對滑模控制器的參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié),使得系統(tǒng)可以得到更好的控制效果,并通過MATLAB/SIMULINK軟件進(jìn)行模型搭建和仿真分析。最后,針對徑向四自由度磁懸浮系統(tǒng)的非線性、不確定性和多輸入多輸出的特點(diǎn),提出了快速Terminal滑動(dòng)模態(tài),考慮到滑�？刂频亩墩窈头蔷�性滑動(dòng)模態(tài)的收斂速度慢,提出收斂速度快并且可以消除抖振的全局快速Terminal滑模控制器,通過最后的仿真驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的控制器的可行性,并且相比傳統(tǒng)控制具有更好的控制效果。圖 [36] 表 [3] 參 [59]
【圖文】：

在波形圖中沒有抖振存在，說明全局快速 Terminal 滑模控制不僅出、非線性不確定的系統(tǒng)有著較好的控制效果，而且還消除了傳象，這種控制效果是傳統(tǒng)滑模不可能存在的。這種控制方向也可重要方向，但是面對高階系統(tǒng)來說，，此種控制方法的設(shè)計(jì)很復(fù)雜，當(dāng)一個(gè)參數(shù)變動(dòng)時(shí)，其他參數(shù)又要重新計(jì)算，且計(jì)算過程很繁是這種控制方法的效果還是很好的。此次設(shè)計(jì)的控制器可以增加系統(tǒng)的魯棒性，另外做了一個(gè)干擾實(shí)例，這里選取 波形的原因不是單獨(dú)考慮此自由度，而是此方情況下受干擾的波形，所以還是集中控制的思想，只是將其單獨(dú)到的波形易于觀察和分析。.003s 時(shí)給一個(gè)階躍的干擾（階躍幅值取 0.01），可以得到如圖承轉(zhuǎn)子依然可以達(dá)到期望位置，且受到干擾的影響較小，說明系干擾能力強(qiáng)，也體現(xiàn)了該控制方法能提高系統(tǒng)的魯棒性，下圖為aX 的變化曲線。
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TH133.3

【參考文獻(xiàn)】

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4 金婕;朱q

本文編號：2596041