相對于傳統(tǒng)的機械軸承,主動磁軸承具有無接觸、無磨損、無需潤滑等優(yōu)點,所以在高速旋轉(zhuǎn)機械領(lǐng)域的應用越來越廣泛,主動磁軸承系統(tǒng)的安全性也成為應用的關(guān)鍵因素,本文針對主動磁軸承的兩種內(nèi)部故障:控制器開關(guān)元件故障和位移傳感器故障,分別設(shè)計了兩種故障容錯系統(tǒng)。首先本文針對磁軸承的基本原理進行了綜述和分析。在磁軸承的基本原理的基礎(chǔ)上,利用泰勒級數(shù)建立了主動磁軸承的線性化模型,并建立主動磁軸承的剛體轉(zhuǎn)子動力學模型,推導得出等效電感的模型,等效電感與氣隙近似成反比的關(guān)系也是磁軸承自傳感技術(shù)的理論基礎(chǔ)。容錯控制系統(tǒng)主要由兩部分組成:故障檢測和設(shè)備冗余。對于開關(guān)元件故障容錯系統(tǒng),控制器主電路具有兩種工作模式,正常模式和冗余模式。系統(tǒng)通過線圈電流來檢測元件故障,當元件開路故障時,系統(tǒng)控制器從正常模式切換到冗余模式使轉(zhuǎn)子繼續(xù)穩(wěn)定懸浮;當元件短路故障時,系統(tǒng)關(guān)斷控制器所有開關(guān)元件并使系統(tǒng)安全停機。對于傳感器故障容錯系統(tǒng),以自傳感技術(shù)作為冗余傳感器,分別討論了小信號注入法和非線性參數(shù)估計法等自傳感技術(shù),并建立了一種電流小信號注入法的自傳感技術(shù)。當電渦流傳感器故障時,以電流小信號注入法自傳感技術(shù)作為冗余傳感器,將自... 

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 磁懸浮軸承的研究背景介紹
    1.2 主動磁軸承的常見故障及容錯控制
    1.3 磁軸承位移傳感器的容錯控制
    1.4 文章研究內(nèi)容及安排
2 主動磁懸浮軸承的系統(tǒng)建模
    2.1 引言
    2.2 磁懸浮軸承的電磁模型
    2.3 單自由度磁軸承的線性化模型
    2.4 磁軸承的剛體轉(zhuǎn)子動力學模型
    2.5 本章小結(jié)
3 磁軸承的開關(guān)元件故障容錯控制系統(tǒng)
    3.1 引言
    3.2 開關(guān)功率放大器的各種拓撲結(jié)構(gòu)
    3.3 三相全橋驅(qū)動電路的兩種控制模式
    3.4 開關(guān)元件的故障檢測
    3.5 開關(guān)故障的容錯控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
    3.6 本章小結(jié)
4 傳感器故障的容錯控制系統(tǒng)
    4.1 引言
    4.2 小信號注入法自傳感技術(shù)
    4.3 非線性參數(shù)估計法
    4.4 傳感器故障的容錯控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
    4.5 本章小結(jié)
5 磁軸承的容錯控制實驗
    5.1 磁軸承實驗平臺介紹
    5.2 容錯控制實驗
    5.3 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 工作展望
致謝
參考文獻
附錄 攻讀學位期間發(fā)表論文
    發(fā)表論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]磁懸浮軸承應用發(fā)展及關(guān)鍵技術(shù)綜述[J]. 張維煜,朱熀秋,袁野.  電工技術(shù)學報. 2015(12)
[2]高速電磁主軸回轉(zhuǎn)精度的分析[J]. 何欽象,張華容,楊靜.  機械科學與技術(shù). 1999(04)
[3]磁懸浮實驗列車模型的解耦控制系統(tǒng)[J]. 楊泉林.  自動化學報. 1989(01)
[4]機床主軸可控磁力軸承的結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計[J]. 陳易新,胡業(yè)發(fā),楊恒明,陳世玉,古良東,孫丹宇.  機床與液壓. 1988(03)
[5]關(guān)于直流控制式磁力軸承的控制穩(wěn)定性分析[J]. 張祖明,溫詩鑄.  機械設(shè)計. 1985(04)

博士論文
[1]徑向四自由度主動電磁軸承系統(tǒng)的自傳感運行研究[D]. 唐明.浙江大學 2013

碩士論文
[1]主動電磁軸承的設(shè)計與分析[D]. 占智軍.浙江大學 2013
[2]磁懸浮軸承系統(tǒng)的魯棒H∞控制研究[D]. 李書鵬.南京航空航天大學 2007



本文編號：3691266