磁懸浮軸承由于具有無摩擦、無機(jī)械接觸、無需潤(rùn)滑等優(yōu)點(diǎn),近年來發(fā)展迅速。轉(zhuǎn)子的殘余不平衡引起不平衡力及力矩,是引起旋轉(zhuǎn)機(jī)械振動(dòng)的主要原因之一,由于電磁力可控,磁懸浮軸承可以實(shí)現(xiàn)主動(dòng)振動(dòng)抑制。本文研究了剛性磁懸浮轉(zhuǎn)子的不平衡振動(dòng)補(bǔ)償問題,主要完成以下工作:首先,研究了不平衡轉(zhuǎn)子的動(dòng)力學(xué)建模問題。本文將轉(zhuǎn)子靜、動(dòng)不平衡量視作轉(zhuǎn)子固有屬性而非外在擾動(dòng),僅基于剛體假設(shè),建立了完整的剛性不平衡轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)模型。通過與傳統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的對(duì)比,給出了相應(yīng)的簡(jiǎn)化條件,證明所建動(dòng)力學(xué)模型的正確性與通用性。在此基礎(chǔ)之上,推導(dǎo)了多體衛(wèi)星準(zhǔn)坐標(biāo)Lagrange方程,給出了完整的衛(wèi)星動(dòng)力學(xué)模型。結(jié)合分散式PD控制,從理論及數(shù)學(xué)仿真兩方面分析了轉(zhuǎn)子不平衡量對(duì)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)及衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)特性的影響。然后,對(duì)基座固定的剛性磁懸浮轉(zhuǎn)子不平衡補(bǔ)償問題進(jìn)行了研究。基于所建立的剛性磁懸浮轉(zhuǎn)子六自由度動(dòng)力學(xué)模型,采用反步法設(shè)計(jì)了控制器,并采用自適應(yīng)控制處理靜、動(dòng)不平衡量不確定性,在不平衡量未知的情況下,實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)子不平衡振動(dòng)補(bǔ)償。采用數(shù)學(xué)仿真驗(yàn)證了該控制器在常轉(zhuǎn)速、勻加速、正弦轉(zhuǎn)動(dòng)等轉(zhuǎn)速模式下均能有效實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子不平衡振動(dòng)補(bǔ)償。最后,研究了衛(wèi)星平臺(tái)...

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析
        1.2.1 磁懸浮軸承研究現(xiàn)狀
        1.2.2 磁懸浮軸承控制算法研究現(xiàn)狀
        1.2.3 不平衡振動(dòng)抑制研究現(xiàn)狀
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀總結(jié)
    1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 空間磁懸浮轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模
    2.1 引言
    2.2 磁阻力式電磁力模型
    2.3 剛性不平衡磁懸浮轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)建模
        2.3.1 坐標(biāo)系定義
        2.3.2 動(dòng)力學(xué)建模
        2.3.3 動(dòng)力學(xué)模型對(duì)比驗(yàn)證
    2.4 考慮載體運(yùn)動(dòng)的磁懸浮轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模
        2.4.1 多體衛(wèi)星準(zhǔn)坐標(biāo)Lagrange方程
        2.4.2 完整衛(wèi)星動(dòng)力學(xué)方程
        2.4.3 運(yùn)動(dòng)學(xué)方程
    2.5 本章小結(jié)
第3章 轉(zhuǎn)子不平衡特性分析
    3.1 引言
    3.2 動(dòng)力學(xué)模型分析
        3.2.1 剛性磁懸浮轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)模型分析
        3.2.2 衛(wèi)星動(dòng)力學(xué)模型分析
    3.3 仿真分析
        3.3.1 剛性磁懸浮轉(zhuǎn)子數(shù)學(xué)仿真
        3.3.2 考慮衛(wèi)星平臺(tái)運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)仿真
    3.4 本章小結(jié)
第4章 磁懸浮轉(zhuǎn)子自適應(yīng)不平衡補(bǔ)償
    4.1 引言
    4.2 控制器設(shè)計(jì)
        4.2.1 Barbalat引理
        4.2.2 轉(zhuǎn)子期望角速度設(shè)計(jì)
        4.2.3 轉(zhuǎn)子期望平動(dòng)速度設(shè)計(jì)
        4.2.4 磁軸承控制電流設(shè)計(jì)
    4.3 仿真分析
        4.3.1 轉(zhuǎn)子常轉(zhuǎn)速仿真
        4.3.2 轉(zhuǎn)子勻加速仿真
        4.3.3 轉(zhuǎn)子正弦轉(zhuǎn)動(dòng)仿真
    4.4 本章小結(jié)
第5章 有限時(shí)間空間磁懸浮轉(zhuǎn)子自適應(yīng)不平衡補(bǔ)償
    5.1 引言
    5.2 有限時(shí)間控制理論
    5.3 誤差動(dòng)力學(xué)模型
    5.4 控制器設(shè)計(jì)
        5.4.1 自適應(yīng)不平衡補(bǔ)償控制器
        5.4.2 有限時(shí)間收斂自適應(yīng)不平衡補(bǔ)償控制器
    5.5 仿真分析
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄A 考慮撓性部件的衛(wèi)星動(dòng)力學(xué)方程
致謝



本文編號(hào)：3766736