【摘要】：磁懸浮轉(zhuǎn)子是一種新型、高科技前沿產(chǎn)品。它具有無摩擦、無磨損、無需潤(rùn)滑、無污染、能耗小以及使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),適用于各種高速或超高速、真空等特殊環(huán)境場(chǎng)合。在軍事、空間站、核工業(yè)、能源、化工、交通等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景和重要的現(xiàn)實(shí)意義。磁力軸承作為目前可應(yīng)用于工程實(shí)際、且能夠?qū)嵤┲鲃?dòng)控制的支承部件之一,具有一般傳統(tǒng)軸承和支承技術(shù)所無法比擬的優(yōu)點(diǎn),目前已在各個(gè)領(lǐng)域的高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械中開始應(yīng)用。隨著現(xiàn)代旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)速的大幅度提升,支承對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的穩(wěn)定性、動(dòng)態(tài)特性、旋轉(zhuǎn)精度等影響越來越高。 混合磁懸浮軸承控制系統(tǒng)具有非線性和開環(huán)不穩(wěn)定性,需要先進(jìn)的控制系統(tǒng)加以控制。磁懸浮軸承的性能優(yōu)劣很大程度上取決于其控制系統(tǒng)的性能優(yōu)劣。通過采用先進(jìn)的控制方法來設(shè)計(jì)控制器以滿足磁懸浮軸承系統(tǒng)穩(wěn)定性和魯棒性,因此展開磁懸浮軸承控制方法的研究有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。 文中首先對(duì)混合磁懸浮軸承系統(tǒng)進(jìn)行了介紹,同時(shí)對(duì)磁軸承控制系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述和受力解耦分析。然后設(shè)計(jì)了單自由度磁懸浮軸承控制系統(tǒng),對(duì)其控制部分的位移傳感器、功率放大器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三大部分進(jìn)行了性能分析與選型。針對(duì)單自由度磁懸浮軸承進(jìn)行了詳細(xì)受力分析,推導(dǎo)并建立了其數(shù)學(xué)模型。以單自由度磁懸浮軸承控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ),進(jìn)行了PID控制算法和滑模變結(jié)構(gòu)控制算法的理論分析與MATLAB系統(tǒng)仿真。通過仿真具體比較以上兩種控制方法的性能。仿真結(jié)果表明與PID控制理論相比,滑模變結(jié)構(gòu)控制理論具有更良好的穩(wěn)定性,進(jìn)一步提高了磁懸浮軸承系統(tǒng)的魯棒性,減小了動(dòng)態(tài)超調(diào)量,縮短了系統(tǒng)調(diào)節(jié)時(shí)間,且能夠在較短的時(shí)間內(nèi)快速達(dá)到系統(tǒng)平衡,并對(duì)干擾信號(hào)具有較強(qiáng)的抑制作用。在混合型磁懸浮軸承系統(tǒng)中應(yīng)用滑模變結(jié)構(gòu)控制具有不可比擬的優(yōu)越性。
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TH133.3

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1 朱q，

本文編號(hào)：2653902