永磁偏置的混合磁軸承利用永久磁鐵替代主動(dòng)磁軸承中的電磁鐵產(chǎn)生靜態(tài)偏置磁場(chǎng),具有降低功率放大器的功耗,減少電磁鐵的匝數(shù),縮小磁軸承的體積,提高軸承承載力等優(yōu)點(diǎn),在飛輪儲(chǔ)能、磁懸浮電機(jī)等需磁軸承支撐的高速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合具有良好的應(yīng)用前景。本文以永磁偏置磁懸浮軸承為研究對(duì)象,主要做了以下幾個(gè)方面的工作:首先介紹永磁偏置軸向徑向磁軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理,給出了永磁偏置軸向徑向磁軸承的數(shù)學(xué)模型。又介紹了永磁偏置徑向磁軸承的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理,給出了永磁偏置徑向磁軸承的數(shù)學(xué)模型。并分析了永磁偏置磁軸承性能指標(biāo)和相關(guān)的影響因素。介紹了永磁偏置磁軸承數(shù)字控制系統(tǒng)的組成,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了全橋拓?fù)涞墓β史糯笃?反饋信號(hào)調(diào)理電路和電平轉(zhuǎn)換電路。數(shù)字控制芯片采用TI公司的TMS320F2812,采用電流內(nèi)環(huán),位移外環(huán)的雙閉環(huán)結(jié)構(gòu),并用C語(yǔ)言設(shè)計(jì)了相應(yīng)的控制程序,最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了磁懸浮轉(zhuǎn)子0-20000rpm的穩(wěn)定懸浮,結(jié)果表明采用該數(shù)字控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子高轉(zhuǎn)速下懸浮,穩(wěn)定性好,功放損耗小,懸浮精度高。最后本文針對(duì)降低磁軸承功耗和提高磁軸承動(dòng)態(tài)性能,研究了三種不同的控制策略,并得到了相應(yīng)的結(jié)論。針對(duì)磁懸浮轉(zhuǎn)子在高速... 

【文章來(lái)源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：79 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 磁懸浮軸承的概述
    1.2 永磁偏置磁軸承的發(fā)展過(guò)程和最新研究進(jìn)展
    1.3 本課題的研究背景和意義
    1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第二章 永磁偏置磁懸浮軸承的工作原理和數(shù)學(xué)模型
    2.1 永磁偏置磁懸浮軸承系統(tǒng)概述
    2.2 永磁偏置軸向徑向磁軸承
        2.2.1 永磁偏置軸向徑向磁軸承的結(jié)構(gòu)及工作原理
        2.2.2 永磁偏置軸向徑向磁軸承的磁懸浮力方程和數(shù)學(xué)模型
    2.3 永磁偏置徑向磁軸承
        2.3.1 永磁偏置徑向磁軸承的結(jié)構(gòu)及工作原理
        2.3.2 永磁偏置徑向磁軸承的磁懸浮力方程和數(shù)學(xué)模型
    2.4 永磁偏置磁軸承最大承載力、最大磁懸浮力變化率
    2.5 本章小結(jié)
第三章 永磁偏置磁軸承數(shù)字控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
    3.1 永磁偏置磁懸浮電機(jī)控制系統(tǒng)概述
    3.2 永磁偏置磁軸承數(shù)字控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
        3.2.1 永磁偏置磁軸承單自由度功率放大器設(shè)計(jì)
        3.2.2 電流、電壓和位移傳感器
        3.2.3 電流和位移信號(hào)調(diào)理電路的設(shè)計(jì)
        3.2.4 數(shù)字控制器的介紹
    3.3 永磁偏置磁懸浮軸承數(shù)字控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
        3.3.1 主程序
        3.3.2 中斷程序
        3.3.3 電流的矯正
        3.3.4 PID 調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn)
    3.4 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
    3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        3.5.1 電流環(huán)實(shí)驗(yàn)
        3.5.2 懸浮實(shí)驗(yàn)
        3.5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
    3.6 本章小結(jié)
第四章 永磁偏置磁軸承控制策略的研究
    4.1 永磁偏置磁軸承控制策略概述
    4.2 永磁偏置徑向磁軸承不平衡振動(dòng)補(bǔ)償?shù)难芯?br>        4.2.1 簡(jiǎn)介
        4.2.2 基于最優(yōu)控制的不平衡補(bǔ)償方案
        4.2.3 仿真實(shí)驗(yàn)
    4.3 永磁偏置軸向磁軸承低功耗位移補(bǔ)償?shù)难芯?br>        4.3.1 簡(jiǎn)介
        4.3.2 基于外力辨識(shí)的軸向低功耗位移補(bǔ)償?shù)睦碚撗芯?br>        4.3.3 永磁偏置軸向磁軸承電流剛度和位移剛度的仿真解法
        4.3.4 仿真實(shí)驗(yàn)
    4.4 永磁偏置磁軸承模糊控制方法的研究
        4.4.1 模糊控制器的理論研究
        4.4.2 永磁偏置磁軸承模糊控制器的設(shè)計(jì)
        4.4.3 仿真和實(shí)驗(yàn)分析
    4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 本文工作總結(jié)
    5.2 進(jìn)一步的工作設(shè)想
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]基于DSP的磁懸浮軸承數(shù)字控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)[J]. 張菊秀,全書(shū)海,王永生.  船海工程. 2007(02)
[4]新型永磁偏置磁軸承的不平衡補(bǔ)償研究[J]. 趙旭升,梅磊,鄧智泉,王曉琳.  微特電機(jī). 2005(11)
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[6]永磁偏置磁軸承動(dòng)特性研究[J]. 楊靜,虞烈,謝敬.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2005(05)
[7]三自由度永磁偏置混合磁軸承數(shù)控系統(tǒng)研究[J]. 劉賢興,朱熀秋,全力,王德明,孫玉坤.  中國(guó)機(jī)械工程. 2004(24)
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博士論文
[1]電磁軸承系統(tǒng)集成化技術(shù)的研究[D]. 李冰.南京航空航天大學(xué) 2003

碩士論文
[1]永磁偏置徑向軸向磁軸承H∞控制系統(tǒng)的研究[D]. 趙雪山.南京航空航天大學(xué) 2004
[2]主動(dòng)磁軸承不平衡補(bǔ)償?shù)难芯縖D]. 牟鴻.南京航空航天大學(xué) 2003



本文編號(hào)：3156661