本文關鍵詞：主動電磁軸承—剛性轉子系統(tǒng)的不平衡振動控制

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【摘要】：主動電磁軸承是一種典型的機電一體化產(chǎn)品,它利用可控電磁力將轉子懸浮起來,具有無摩擦、無磨損、無需潤滑、能工作在高轉速及使用壽命長等優(yōu)點。由于主動電磁軸承-轉子系統(tǒng)本身是一個開環(huán)不穩(wěn)定、非線性和時變的系統(tǒng),所以必須對主動電磁軸承進行控制,使其能夠使轉子工作在穩(wěn)定懸浮狀態(tài)。在主動電磁軸承-轉子系統(tǒng)中,由于轉子存在不平衡,會使轉子在旋轉過程中產(chǎn)生不平衡振動,使系統(tǒng)的性能變差甚至威脅到系統(tǒng)的安全運行。本文首先在分析主動電磁軸承基本工作原理的基礎之上,建立了主動電磁軸承-剛性轉子系統(tǒng)徑向四自由度的數(shù)學模型；然后從不平衡振動產(chǎn)生的原因入手,分析了轉子的不平衡振動特性,并對轉子處于恒定加速度情況下的不平衡響應進行了仿真分析；分析了主動電磁軸承-剛性轉子系統(tǒng)自動平衡控制和不平衡補償控制的原理；對基于跟蹤濾波器的自動平衡系統(tǒng)和基于LMS算法的自適應濾波器的控制系統(tǒng)的特性進行了仿真分析,并討論了頻率失配問題和噪聲問題對LMS算法的影響。最后,介紹了以dSPACE 1103控制板為控制器的主動電磁軸承-剛性轉子實驗平臺的硬件和軟件系統(tǒng),對基于跟蹤濾波器的自動平衡系統(tǒng)和基于LMS算法的自適應濾波器的兩種算法對轉子不平衡振動的抑制效果進行了實驗研究。
【關鍵詞】：主動電磁軸承 不平衡振動 自動平衡 跟蹤濾波 LMS
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH113.1
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 課題研究背景10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-17
• 1.2.1 電磁軸承的基本工作原理10-12
• 1.2.2 電磁軸承控制技術的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 電磁軸承-轉子系統(tǒng)振動主動控制研究現(xiàn)狀13-17
• 1.3 論文的主要工作和內(nèi)容安排17-19
• 1.3.1 本文的主要工作17
• 1.3.2 本文的內(nèi)容安排17-19
• 第二章 主動電磁軸承-轉子系統(tǒng)的基本原理及數(shù)學模型19-41
• 2.1 主動電磁軸承-轉子系統(tǒng)的組成及工作原理19-20
• 2.2 主動電磁軸承-轉子系統(tǒng)動力學模型建模20-28
• 2.2.1 單自由度系統(tǒng)數(shù)學模型21-24
• 2.2.2 徑向四自由度主動電磁軸承-剛性轉子系統(tǒng)的數(shù)學模型24-28
• 2.3 主動電磁軸承-剛性轉子系統(tǒng)仿真模型的建立28-30
• 2.3.1 主動電磁軸承-剛性轉子系統(tǒng)參數(shù)28
• 2.3.2 系統(tǒng)各仿真模塊的建立28-30
• 2.4 主動電磁軸承-剛性轉子系統(tǒng)反饋控制設計30-40
• 2.4.1 分散控制32-35
• 2.4.2 廣義預測控制35-40
• 2.5 本章小結40-41
• 第三章 主動電磁軸承-剛性轉子系統(tǒng)不平衡振動分析41-61
• 3.1 轉子不平衡振動的特性41-43
• 3.2 平面轉子的不平衡響應分析43-49
• 3.2.1 臨界轉速的形成43-45
• 3.2.2 恒加速運行條件下平面轉子系統(tǒng)的不平衡響應45-49
• 3.3 恒加速運行條件下剛性轉子系統(tǒng)的不平衡響應分析49-56
• 3.3.1 恒加速運行條件下剛性轉子系統(tǒng)的動力學模型49-51
• 3.3.2 恒加速運行條件下剛性轉子系統(tǒng)的不平衡響應分析51-56
• 3.4 主動電磁軸承-剛性轉子系統(tǒng)自動平衡原理56-58
• 3.5 主動電磁軸承-剛性轉子系統(tǒng)不平衡補償原理58-60
• 3.6 本章小結60-61
• 第四章 主動電磁軸承-剛性轉子系統(tǒng)不平衡振動抑制61-89
• 4.1 基于跟蹤濾波器的自動平衡控制61-73
• 4.1.1 跟蹤濾波器原理61-62
• 4.1.2 跟蹤濾波器分析62-64
• 4.1.3 基于跟蹤濾波器的自動平衡系統(tǒng)性能分析及仿真64-70
• 4.1.4 恒加速運行條件下ABS跟蹤濾波器的性能仿真70-73
• 4.2 基于LMS算法的自適應濾波器的自動平衡控制73-87
• 4.2.1 LMS算法原理73-74
• 4.2.2 LMS算法對正弦信號自適應濾波分析74-81
• 4.2.3 頻率差對LMS算法的影響81-84
• 4.2.4 噪聲對LMS算法的影響84-85
• 4.2.5 恒加速運行條件下LMS濾波器的性能仿真分析85-87
• 4.3 本章小結87-89
• 第五章 實驗研究89-108
• 5.1 主動電磁軸承-剛性轉子系統(tǒng)硬件設計89-95
• 5.2 主動電磁軸承-剛性轉子控制系統(tǒng)軟件設計調(diào)試95-96
• 5.3 模擬調(diào)試96-105
• 5.4 主動電磁軸承-剛性轉子系統(tǒng)不平衡振動控制實驗結果105-107
• 5.5 本章小結107-108
• 第六章 總結與展望108-109
• 6.1 總結108
• 6.2 展望108-109
• 參考文獻109-117
• 攻讀碩士學位期間科研成果117

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8 沙宏磊;徐e，

本文編號：512285