【摘要】： 當前旋轉機械正在向高速、重載和細長方向發(fā)展,磁懸浮軸承具有無接觸、可主動控制等特點,被廣泛認為是下一代高速旋轉機械支承裝置。傳統(tǒng)的PID控制雖然結構簡單且具有一定的魯棒性,但單一的控制參數(shù)很難同時保證磁懸浮軸承柔性轉子系統(tǒng)所需的低頻和高頻特性。而基于狀態(tài)反饋的最優(yōu)控制、魯棒控制等現(xiàn)代控制策略由于算法復雜,可實現(xiàn)性較差。本文建立了磁懸浮軸承柔性轉子系統(tǒng)試驗臺,分析了控制參數(shù)對柔性轉子系統(tǒng)動態(tài)性能的影響。從理論上提出了基于轉速的變參數(shù)控制方法,并分析了該方法的可行性和參數(shù)跳變時系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在理論分析的基礎上,通過TMS320F2812 DSP的捕獲單元將轉子的轉速信號引入控制器,在不同轉速區(qū)段選取不同的PID參數(shù)控制徑向磁懸浮軸承,采用C語言與匯編語言混編的方式編寫控制軟件,實現(xiàn)了基于TMS320F2812 DSP五自由度磁懸浮軸承柔性轉子系統(tǒng)的變參數(shù)PID控制,并通過系統(tǒng)高速旋轉試驗進行了驗證。理論分析和試驗研究結果表明,采用變參數(shù)控制策略能夠滿足系統(tǒng)在不同轉速區(qū)段對支承特性的不同要求,使柔性轉子系統(tǒng)在整個轉速區(qū)段均具有較好的動態(tài)性能,有利于系統(tǒng)平穩(wěn)越過彎曲臨界轉速。
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TH133.3
【圖文】：

圖 2.1 是五自由度磁懸浮軸承柔性轉子系統(tǒng)的機械結構圖。系統(tǒng)采用兩個徑向磁軸承和一個軸向磁軸承來實現(xiàn)轉子的穩(wěn)定懸浮，通過高頻電機帶動轉子旋轉。在每個徑向軸承的兩側和轉子的兩端裝有差動電渦流傳感器來實時檢測轉子的振動。每個徑向軸承處安裝有滾動保護軸承以防止轉子失穩(wěn)時跌落到磁軸承上。其中，1 為軸向傳感器定位架， 2 為左端徑向磁懸浮軸承金屬橡膠組合支承（徑向 1、2 路）， 3 為系統(tǒng)基座 ，4 為軸向磁懸浮軸承（軸向 5 路）， 5為電機組件， 6 為實心組合轉子， 7 為右端徑向磁懸浮軸承金屬橡膠組合支承（徑向 3、4 路）。

7 為右端徑向磁懸浮軸承金屬橡膠組合支承（徑向 3、4 路）。圖 2.1 磁懸浮軸承柔性轉子系統(tǒng)機械結構圖2.2 系統(tǒng)控制原理圖圖 2.2 是單自由度磁懸浮軸承轉子系統(tǒng)的控制原理圖。圖 2.2 單自由度磁懸浮軸承轉子系統(tǒng)控制原理圖轉子每個自由度上的電磁合力依靠一對差動激磁方式的電磁鐵來提供。系統(tǒng)的工作原理如下：轉子在懸浮或旋轉時由于外界干擾的存在會產(chǎn)生振動，安裝在轉子上的一對差動電渦流傳

系統(tǒng)中軸承分為徑向磁軸承和軸向磁軸承兩種。圖 2.3 為兩種磁軸承的實物圖。徑向軸八個線圈繞制而成，形成上下兩對磁極來給轉子提供兩個自由度上的電磁力。兩個軸向軸成一對磁極來提供轉子軸向穩(wěn)定懸浮所需要的電磁力。在磁軸承的制作過程中，必須避免之間出現(xiàn)匝間短路和硅鋼片劃傷，各繞線之間也要緊密排列。

【引證文獻】

相關期刊論文 前3條

1 張松山;周瑾;張發(fā)品;;支承磁懸浮軸承的磁流變液阻尼器磁場仿真[J];機械與電子;2012年12期

2 王宏華;;柔性轉子振動主動控制研究現(xiàn)狀[J];機械制造與自動化;2011年05期

3 肖鵬飛;謝振宇;徐欣;龍亞文;;傳感器冗余的磁懸浮軸承轉子系統(tǒng)研究[J];振動與沖擊;2012年14期

相關碩士學位論文 前3條

1 章淑

本文編號：2782043