磁懸浮軸承是利用電磁力將轉(zhuǎn)子懸浮于空間的一種新型高性能軸承,其具有磨損小,壽命長(zhǎng),能耗低,噪聲小及無(wú)需潤(rùn)滑等特點(diǎn),在很多應(yīng)用領(lǐng)域與傳統(tǒng)軸承相比具有明顯優(yōu)越性。磁懸浮軸承是典型的機(jī)電一體化系統(tǒng),包括電控系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng),其性能好壞主要取決于電控系統(tǒng)性能。本文闡述了磁懸浮軸承的基本原理及系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu),細(xì)致分析了磁懸浮軸承中懸浮力的產(chǎn)生機(jī)理,建立了磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子徑向位移的數(shù)學(xué)模型,為磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子徑向位移控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)奠定了理論基礎(chǔ)。以此為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)出磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子徑向位移控制系統(tǒng)的硬件電路,包括電渦流位移傳感器、電平轉(zhuǎn)換電路、控制器、功率放大電路及隔離和驅(qū)動(dòng)電路等五部分。另外,本文還基于TMS320LF2407型DSP芯片實(shí)現(xiàn)了磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子徑向位移控制,其中控制算法采用防積分飽和的PID算法。針對(duì)磁懸浮軸承無(wú)法建立精確數(shù)學(xué)模型的特點(diǎn),本文將PID神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制應(yīng)用于系統(tǒng)中,并基于VB進(jìn)行了仿真。PID神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制突出優(yōu)點(diǎn)在于可以在不知道被控對(duì)象的精確數(shù)學(xué)模型情況下,通過(guò)學(xué)習(xí)和修改網(wǎng)絡(luò)權(quán)重值達(dá)到控制目的。最后,本文設(shè)計(jì)并研制出磁懸浮軸承實(shí)驗(yàn)樣機(jī),進(jìn)行了穩(wěn)定懸浮實(shí)驗(yàn)和加載沖擊干擾實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證... 

【文章來(lái)源】：大連交通大學(xué)遼寧省

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

磁懸浮軸承結(jié)構(gòu)示意圖

5圖 1.1 磁懸浮軸承基本模型Fig 1.1 Magnetic bearing simple model為計(jì)算電磁力增加了難度，然而，由于定子與下假設(shè)：特性。、轉(zhuǎn)子和氣隙中磁場(chǎng)是分段均勻的。磁滯的影響。相對(duì)磁導(dǎo)率對(duì)磁化曲線(xiàn)陡峭上遠(yuǎn)低于飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度，磁場(chǎng)特性就可以按基磁懸浮軸承的最基本模型，根據(jù)麥克斯韋力

20δ，204N Akμ= 。浮軸承設(shè)計(jì)完成時(shí)，k 為常數(shù)。由計(jì)算公式得磁力的大小與線(xiàn)圈電流的平氣隙長(zhǎng)度平方成反比。簡(jiǎn)化模型得到的磁力計(jì)算公式和實(shí)際情況相比，會(huì)有誤差，該誤差主要由，若忽略磁阻則該理論模型與實(shí)際系統(tǒng)比較起來(lái)就很接近。研究表明，該統(tǒng)設(shè)計(jì)和穩(wěn)定性產(chǎn)生的影響可以忽略[8]。懸浮軸承的總體結(jié)構(gòu)浮軸承是一種綜合多學(xué)科的高科技機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有廣泛的應(yīng)用前過(guò)程中，其相對(duì)復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)是必需解決的難題[示，即為磁懸浮軸承控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。磁懸浮軸承控制系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)子制器、傳感器、功率放大器等五個(gè)主要部分組成。由圖可知，在轉(zhuǎn)子的上各有一套電磁鐵和位移傳感器。電磁鐵由定子鐵芯及繞組構(gòu)成。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：2919651