電磁軸承也叫主動磁懸浮軸承,是利用電磁力將轉(zhuǎn)子懸浮于空間,使轉(zhuǎn)子跟定子之間沒有任何機(jī)械接觸的一種新型高性能軸承,具有無摩擦,無磨損,無污染,低能耗,低噪聲以及壽命長等優(yōu)點(diǎn),因而在航空航天,真空技術(shù),精密機(jī)床,機(jī)械工業(yè)以及機(jī)器人等高科技領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。本文主要任務(wù)是對電磁軸承控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計與研究,主要工作如下: 首先,分析電磁軸承系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與工作原理,并且設(shè)計新型電磁軸承系統(tǒng)結(jié)構(gòu),即前端電磁軸承后端機(jī)械軸承的混合型軸承結(jié)構(gòu)。在平衡點(diǎn)附近建立了單自由度轉(zhuǎn)子的傳遞函數(shù)模型,對模型進(jìn)行了簡化處理。分析了系統(tǒng)的剛度阻尼等性能指標(biāo)。 然后,介紹電磁軸承系統(tǒng)關(guān)鍵部件的組成和設(shè)計,并以數(shù)字信號處理器TMS320F2812為核心,介紹了各部分功能模塊的設(shè)計與引腳連接,其中著重介紹了功率放大模塊的設(shè)計。在此基礎(chǔ)上設(shè)計出完整的電磁軸承硬件控制系統(tǒng)�？刂品桨阜矫孢x用工程上應(yīng)用較為成熟的PID控制方法,并選用Matlab 7.0.1軟件進(jìn)行控制參數(shù)的設(shè)計和仿真研究;軟件方面選用DXP 2004 SP2對系統(tǒng)進(jìn)行原理圖的設(shè)計以及PCB控制板的開發(fā)。 最后,設(shè)計了控制器軟件部分各個功能模塊的工作流程圖,并用...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 電磁軸承研究背景
    1.2 電磁軸承的特點(diǎn)和功能
        1.2.1 電磁軸承的特點(diǎn)
        1.2.2 電磁軸承的功能
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
第2章 電磁軸承總體設(shè)計方案
    2.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)
    2.2 電磁軸承機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計
    2.3 系統(tǒng)單自由度數(shù)學(xué)模型的建立
    2.4 本章小結(jié)
第3章 模糊PID 控制器設(shè)計與仿真
    3.1 PID 控制算法
        3.2.1 PID 控制算法介紹
        3.1.2 PID控制器控制參數(shù)與系統(tǒng)性能相關(guān)性分析
    3.2 數(shù)字PID 控制算法及模糊算法簡介
        3.2.1 微分項的改進(jìn)
        3.2.2 模糊算法的引入
        3.2.3 模糊算法的特點(diǎn)
    3.3 模糊理論
        3.3.1 模糊集合
        3.3.2 模糊集的表示-隸屬度函數(shù)
        3.3.3 模糊邏輯運(yùn)算
        3.3.4 If
        3.3.5 模糊推理
    3.4 模糊控制
    3.5 模糊PID 控制器
        3.5.1 模糊控制規(guī)則設(shè)計
        3.5.2 控制器控制參數(shù)整定
        3.5.3 系統(tǒng)剛度、阻尼性能研究
    3.6 模糊自整定PID 控制器的MATLAB 仿真
        3.6.1 MATLAB 簡介
        3.6.2 系統(tǒng)仿真設(shè)計與實(shí)現(xiàn)
    3.7 本章小結(jié)
第4章 電磁軸承數(shù)字控制系統(tǒng)硬件設(shè)計
    4.1 數(shù)字控制器的硬件結(jié)構(gòu)簡介
    4.2 數(shù)字控制器硬件選擇
        4.2.1 處理器的選擇
        4.2.2 TMS320F2812 DSP 簡介
        4.2.3 F2812 與LF2407A、F240 比較
    4.3 DSP 數(shù)字控制器硬件設(shè)計
        4.3.1 A/D 采樣及其濾波器設(shè)計
        4.3.2 電源管理模塊設(shè)計
        4.3.3 外擴(kuò)RAM 接口設(shè)計
        4.3.4 JTAG 仿真接口設(shè)計
        4.3.5 時鐘電路
        4.3.6 功率放大模塊設(shè)計
    4.4 功率放大器的設(shè)計
        4.4.1 電磁軸承對功率放大器的基本要求
        4.4.2 功率放大器設(shè)計
        4.4.3 開關(guān)功放性能參數(shù)
        4.4.4 三電平PWM 電壓-電流型開關(guān)功率放大器的設(shè)計與研究
    4.5 硬件電路板的開發(fā)
        4.5.1 隔離敏感信號
        4.5.2 硬件抗干擾設(shè)計
        4.5.3 軟件抗干擾設(shè)計
    4.6 電磁兼容性設(shè)計
        4.6.1 選擇合理的導(dǎo)線寬度
        4.6.2 采用井字形網(wǎng)狀布線結(jié)構(gòu)
    4.7 硬件電路板的實(shí)現(xiàn)
    4.8 本章小結(jié)
第5章 電磁軸承數(shù)字控制系統(tǒng)軟件設(shè)計
    5.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計原則
    5.2 編譯環(huán)境
    5.3 控制軟件的實(shí)現(xiàn)
        5.3.1 軟件結(jié)構(gòu)與主程序
        5.3.2 系統(tǒng)初始化
        5.3.3 PWM 和ADC 初始化
        5.3.4 PID 子程序
        5.3.5 中斷服務(wù)子程序
        5.3.6 A/D 轉(zhuǎn)換
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號：3782599