本文關(guān)鍵詞：電磁軸承的開關(guān)功放設(shè)計(jì)及懸浮控制研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：電磁軸承是一種通過電磁力調(diào)節(jié)來控制轉(zhuǎn)子懸浮狀態(tài)的新型機(jī)電一體化軸承。電磁軸承憑借無接觸,無磨損,無需潤(rùn)滑,功耗低,無污染,控制精度高,適合高轉(zhuǎn)速等優(yōu)良性能,在高速精密軸承行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用前景。同時(shí),電磁軸承的支承特性可以通過控制策略實(shí)時(shí)調(diào)節(jié),在線監(jiān)測(cè)和控制轉(zhuǎn)子的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),對(duì)轉(zhuǎn)子不平衡振動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)主動(dòng)控制,以解決轉(zhuǎn)子不平衡振動(dòng)的問題。本文的主要研究任務(wù)是電磁軸承開關(guān)功率放大器,分析其性能對(duì)電磁軸承系統(tǒng)的影響,并完成硬件實(shí)物設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上搭建單自由度電磁軸承實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)不平衡振動(dòng)控制進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。本文首先對(duì)電磁軸承和其功率放大器目前國(guó)內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了簡(jiǎn)述,在詳細(xì)介紹電磁軸承構(gòu)成以及開關(guān)功率放大器的原理后,理論分析了功率放大器性能參數(shù)指標(biāo)。其次在對(duì)比了開關(guān)功率放大器的脈沖調(diào)制策略以及功率拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)后,對(duì)所設(shè)計(jì)的開關(guān)功率放大器的各個(gè)硬件環(huán)節(jié):功率拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、PWM脈沖調(diào)制、功率管隔離驅(qū)動(dòng)、電流反饋控制進(jìn)行了詳細(xì)介紹。實(shí)測(cè)了開關(guān)功率放大器的線性度、頻率響應(yīng)、電流變化率、階躍響應(yīng)以及電流紋波參數(shù),并實(shí)驗(yàn)分析輸入電壓、開關(guān)頻率對(duì)其的影響,選取合適參數(shù)滿足電磁軸承對(duì)開關(guān)功率放大器的要求。最后完成了基于matlab/simulink實(shí)時(shí)仿真平臺(tái)下的半實(shí)物單自由度電磁軸承實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)。在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上完成基于LMS算法的自適應(yīng)振動(dòng)控制器設(shè)計(jì),并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該振動(dòng)控制器對(duì)不平衡振動(dòng)有良好抑制效果。當(dāng)振動(dòng)變化時(shí),振動(dòng)控制信號(hào)能進(jìn)行自適應(yīng)跟隨,隨后對(duì)控制器的性能參數(shù)和抗噪性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。
【關(guān)鍵詞】：電磁軸承 開關(guān)功率放大器 半實(shí)物仿真 自適應(yīng)振動(dòng)控制
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN722.75;TH133.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-14
• 1.1 引言8
• 1.2 電磁軸承系統(tǒng)簡(jiǎn)介及發(fā)展8-10
• 1.2.1 電磁軸承系統(tǒng)簡(jiǎn)介8
• 1.2.2 電磁軸承系統(tǒng)發(fā)展8-10
• 1.3 電磁軸承功率放大器的發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.3.1 電磁軸承功率放大器的發(fā)展10-11
• 1.3.2 電磁軸承功率放大器的現(xiàn)狀11-12
• 1.4 本論文所做的工作12-14
• 第二章 電磁軸承系統(tǒng)構(gòu)成與開關(guān)功放原理14-28
• 2.1 電磁軸承系統(tǒng)的構(gòu)成14-16
• 2.2 電磁軸承的功率放大器的分類16-18
• 2.3 電磁軸承的功率放大器脈沖控制策略分析18-21
• 2.4 電磁軸承開關(guān)功率放大器拓?fù)潆娐?/span>21-23
• 2.5 電磁軸承開關(guān)功率放大器性能分析23-27
• 2.5.1 功率放大器效率23
• 2.5.2 功率放大器開關(guān)頻率和線性度23-24
• 2.5.3 功率放大器電流變化率24-25
• 2.5.4 功率放大器力響應(yīng)速度25-26
• 2.5.5 功率放大器電流紋波和干擾26-27
• 2.6 小結(jié)27-28
• 第三章 功率放大器的硬件設(shè)計(jì)28-46
• 3.1 電磁軸承功率放大器的構(gòu)成28
• 3.2 功率拓?fù)洵h(huán)節(jié)28-29
• 3.3 驅(qū)動(dòng)隔離環(huán)節(jié)29-31
• 3.4 PWM調(diào)制環(huán)節(jié)31
• 3.5 控制器環(huán)節(jié)31-38
• 3.5.1 兩電平功放的原理32-34
• 3.5.2 三電平功放的原理34-37
• 3.5.3 三電平功放的控制器設(shè)計(jì)37-38
• 3.6 電流反饋環(huán)節(jié)38
• 3.7 開關(guān)功放的實(shí)驗(yàn)性能測(cè)試38-45
• 3.7.1 開關(guān)功放線性度39-40
• 3.7.2 開關(guān)功放頻率響應(yīng)與電流變化率40-42
• 3.7.3 開關(guān)功放階躍響應(yīng)42-43
• 3.7.4 開關(guān)功放電流紋波43-45
• 3.8 本章小結(jié)45-46
• 第四章 單自由度電磁軸承振動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)46-64
• 4.1 單自由度電磁軸承實(shí)驗(yàn)平臺(tái)簡(jiǎn)介46-55
• 4.1.1 單自由度電磁軸承位移傳感器介紹47-48
• 4.1.2 單自由度電磁軸承開關(guān)功放介紹48
• 4.1.3 單自由度電磁軸承控制器設(shè)計(jì)48-55
• 4.1.4 單自由度電磁軸承穩(wěn)定懸浮55
• 4.2 單自由度電磁軸承振動(dòng)控制55-59
• 4.2.1 單自由度電磁軸承不平衡振動(dòng)模型55-57
• 4.2.2 自適應(yīng)LMS振動(dòng)控制57-59
• 4.3 單自由度電磁軸承振動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)59-63
• 4.3.1 LMS振動(dòng)控制59-60
• 4.3.2 振動(dòng)控制步長(zhǎng)因子對(duì)振動(dòng)控制影響60-62
• 4.3.3 噪聲對(duì)振動(dòng)控制影響62-63
• 4.4 本章小結(jié)63-64
• 第五章 總結(jié)與展望64-66
• 5.1 總結(jié)64
• 5.2 展望64-66
• 參考文獻(xiàn)66-71
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果71-72
• 致謝72

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