本文選題：磁力軸承 + 制造誤差�。� 參考：《武漢理工大學(xué)》2011年碩士論文

【摘要】：主動磁力軸承系統(tǒng)是由機(jī)械和電氣兩大部分組成的典型機(jī)電一體化系統(tǒng),系統(tǒng)穩(wěn)定工作需要機(jī)械部分和控制部分共同作用,其中需要引入反饋控制。當(dāng)主動磁力軸承機(jī)械部分加工完成后,其性能主要取決于電氣控制部分,但機(jī)械部分的制造誤差對主動磁力軸承的性能也有很大的影響,而誤差本身在制造過程中是不可能完全消除的。對于靜態(tài)、低轉(zhuǎn)速及低精度的磁力軸承應(yīng)用,制造誤差的影響較小,可以忽略。但近年來,對磁懸浮轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)精度的要求越來越高,而制造誤差對高轉(zhuǎn)速下的旋轉(zhuǎn)精度影響較大,進(jìn)而對控制系統(tǒng)要求更高。追求高的制造精度,必將增加加工成本與難度,影響磁力軸承市場化的前景。因此,設(shè)計一套高精度的磁力軸承系統(tǒng),制造誤差對磁力軸承動態(tài)特性的影響是不可忽略的問題。 從高速轉(zhuǎn)子的誤差特性出發(fā),分析轉(zhuǎn)子的幾何誤差和回轉(zhuǎn)運(yùn)動誤差,掌握這些誤差的基本特征、評定方法及測量方法對研究磁懸浮轉(zhuǎn)子的誤差特性起指導(dǎo)作用；并在此基礎(chǔ)上,分析了主動磁力軸承系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)的常見制造誤差,用結(jié)構(gòu)示意圖直觀描述這些誤差形式,討論了誤差的形成原因及對磁力軸承系統(tǒng)帶來的影響；研究兩自由度磁力軸承系統(tǒng)的制造,對比主要結(jié)構(gòu)的設(shè)計與制造后的尺寸、形位精度,發(fā)現(xiàn)存在較大誤差,無法滿足設(shè)計精度。 重點(diǎn)分析傳感器檢測表面圓度誤差對主動磁力軸承系統(tǒng)的動態(tài)特性影響,推導(dǎo)了圓度誤差、控制電流、位移剛度和電流剛度的關(guān)系方程,定量分析了不同誤差精度等級,不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下圓度誤差對主動磁力軸承動力學(xué)特性的影響程度,,以及對常規(guī)PID控制下磁力軸承系統(tǒng)階躍響應(yīng)的影響；將圓度誤差信號引入到控制系統(tǒng)的反饋環(huán)節(jié)，仿真分析誤差對磁力軸承的動態(tài)特性的影響。 本文最后考慮磁力軸承系統(tǒng)加工和裝配誤差引起的幾何中心不重合誤差,分析了幾何中心誤差的形成原因,以及徑向、軸向幾何中心誤差對磁力軸承的動態(tài)特性的影響；基于中心誤差的形成原因,提出了一種幾何中心誤差的實(shí)驗(yàn)檢測方法,探討了改善幾何中心誤差的工藝措施,為此類磁力軸承系統(tǒng)提供了制造指導(dǎo)。
[Abstract]:Active magnetic bearing system is a typical mechatronics system composed of mechanical and electrical parts. The stability of the system needs the interaction of the mechanical part and the control part, and the feedback control is needed. When the mechanical part of the active magnetic bearing is finished, its performance mainly depends on the electrical control part, but the manufacturing error of the mechanical part also has a great influence on the performance of the active magnetic bearing. The error itself can not be completely eliminated in the manufacturing process. For static, low speed and low precision magnetic bearings, the effect of manufacturing error is small and can be ignored. However, in recent years, the requirements of rotational speed and precision of maglev rotor are more and more high, and the manufacturing error has a great influence on the rotation accuracy at high speed, and then requires higher control system. The pursuit of high manufacturing precision will increase the processing cost and difficulty and affect the prospect of marketization of magnetic bearings. Therefore, it is not negligible to design a set of high precision magnetic bearing system, and the influence of manufacturing error on the dynamic characteristics of magnetic bearing can not be ignored. Based on the error characteristics of high speed rotor, the geometric error and rotation error of rotor are analyzed, the basic characteristics of these errors are grasped, the evaluation methods and measurement methods are used to guide the study of the error characteristics of maglev rotor, and on this basis, The common manufacturing errors of the main structure of active magnetic bearing system are analyzed. The forms of these errors are described intuitively by the structure diagram. The causes of the errors and their influence on the magnetic bearing system are discussed. This paper studies the manufacture of two degrees of freedom magnetic bearing system, compares the design of main structures with the dimensions and position accuracy of the main structures, and finds that there are large errors which can not meet the design accuracy. The influence of roundness error of sensor on dynamic characteristics of active magnetic bearing system is analyzed emphatically. The relation equations of roundness error, control current, displacement stiffness and current stiffness are derived, and different error precision grades are quantitatively analyzed. The influence of roundness error on the dynamic characteristics of active magnetic bearing and the step response of magnetic bearing system under conventional PID control under different structural parameters are discussed, and the roundness error signal is introduced into the feedback link of the control system. The effect of error on the dynamic characteristics of magnetic bearing is analyzed by simulation. In the end of this paper, the geometric center error caused by machining and assembling errors of magnetic bearing system is considered, and the causes of geometric center error are analyzed, and the influence of radial and axial geometric center error on the dynamic characteristics of magnetic bearing is analyzed. Based on the forming reason of the center error, an experimental detection method of the geometric center error is put forward, and the technological measures to improve the geometric center error are discussed, which provides the manufacturing guidance for this kind of magnetic bearing system.
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：TH133.3

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本文編號：1842306