磁懸浮軸承(簡(jiǎn)稱磁軸承)具有無(wú)摩擦磨損、無(wú)需潤(rùn)滑和密封、無(wú)污染以及壽命長(zhǎng)等突出優(yōu)點(diǎn)而倍受矚目,在機(jī)械工業(yè)、能源交通、航空航天等領(lǐng)域具有廣泛潛在應(yīng)用前景。論文在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于交流磁軸承的高速機(jī)床電主軸系統(tǒng)的研究”(50575099)的支持下,研究了新型結(jié)構(gòu)的交流混合磁軸承支承的電主軸系統(tǒng)。依據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆系統(tǒng)解耦控制方法不依賴于對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型和參數(shù),魯棒性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),本文將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆系統(tǒng)的方法應(yīng)用到交流混合磁軸承多變量解耦控制中,建立了數(shù)學(xué)模型和推導(dǎo)了解耦控制算法。主要研究工作如下: 首先,在闡述軸向混合磁軸承結(jié)構(gòu)和工作原理基礎(chǔ)上,導(dǎo)出了其吸力方程,為了提高軸向磁軸承數(shù)學(xué)模型線性化的精度,減少泰勒展開(kāi)忽略二階以上無(wú)窮小帶來(lái)的誤差大的缺陷,論文采用α階逆系統(tǒng)方法,對(duì)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行線性化處理,設(shè)計(jì)了閉環(huán)控制器,并進(jìn)行了仿真研究。仿真試驗(yàn)表明α階逆系統(tǒng)能對(duì)軸向混合磁軸承進(jìn)行精確線性化控制,系統(tǒng)具有良好的動(dòng)靜態(tài)性能。 其次,在介紹了五自由度交流混合磁軸承的結(jié)構(gòu)與工作原理的基礎(chǔ)上,建立了狀態(tài)方程。針對(duì)五自由度交流混合磁軸承系統(tǒng)多變量、非線性、強(qiáng)耦合的特點(diǎn),論文采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆系統(tǒng)方法構(gòu)造了五自由度交流混合磁軸承的逆系統(tǒng),并與原控制系統(tǒng)復(fù)合,從而將五自由度交流混合磁軸承解耦成五個(gè)相對(duì)獨(dú)立的位移子系統(tǒng),采用線性系統(tǒng)理論對(duì)偽線性系統(tǒng)進(jìn)行了綜合和仿真。仿真試驗(yàn)表明采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆系統(tǒng)控制策略實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)五自由度之間的動(dòng)態(tài)解耦。 最后,以數(shù)字信號(hào)處理器DSP為CPU,設(shè)計(jì)了交流混合磁軸承數(shù)字控制系統(tǒng)的硬件,給出了主程序及各子程序流程圖,并開(kāi)發(fā)了相關(guān)軟件,進(jìn)行了局部實(shí)驗(yàn),提出了詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)及測(cè)試方案,為進(jìn)一步開(kāi)展各項(xiàng)參數(shù)調(diào)試與功能測(cè)試奠定了基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2009
【中圖分類】：TH133.3
【部分圖文】：

圖3.4三自由度交直流混合磁軸承三維結(jié)構(gòu)示意圖3.3.3二自由度交流混合磁軸承結(jié)構(gòu)與工作原理二自由度交流混合磁軸承基本結(jié)構(gòu)如圖3.5所示。定子做成雙片六極式(2x3極)布置的結(jié)構(gòu)，永磁體被疊壓在兩個(gè)定子之間，永磁體徑向用隔磁鋁環(huán)進(jìn)行固1.徑向定子2.徑向控制線圈3.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸4.隔磁鋁環(huán)5.轉(zhuǎn)子6.永磁體圖3.5二自由度交流混合磁軸承三維結(jié)構(gòu)示意圖定，其提供的靜態(tài)偏磁磁通經(jīng)過(guò)磁軌、定子凸極、工作氣隙、轉(zhuǎn)子，再流向另一端的工作氣隙、定子凸極和磁扼，而后再返回永磁體形成閉合回路。定子凸極上分別繞有三相線圈，通上交流電后產(chǎn)生控制磁通，從而調(diào)節(jié)氣隙磁通的大小，確保轉(zhuǎn)子處于平衡位置。當(dāng)轉(zhuǎn)子在平衡位置處徑向穩(wěn)定懸浮時(shí)，徑向氣隙為 o.smm，
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2881879