本文選題：磁懸浮軸承 + 冗余傳感器�。� 參考：《南京航空航天大學(xué)》2012年碩士論文

【摘要】：隨著磁懸浮技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)系統(tǒng)可靠性的要求越來(lái)越高。在主動(dòng)磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中，位移傳感器的探頭被安裝在轉(zhuǎn)子附近，因此會(huì)經(jīng)常受到轉(zhuǎn)子高速運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的振動(dòng)和空氣渦流所帶來(lái)的溫升的考驗(yàn)，工作環(huán)境相當(dāng)惡劣，是整個(gè)系統(tǒng)最容易發(fā)生故障的部件之一。為了提高磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的可靠性，采用傳感器冗余設(shè)計(jì)是一種有效方式。 本文利用ADAMS、ANSYS和MATLAB軟件建立了磁懸浮軸承柔性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)五自由度仿真模型，并采用不完全微分PID和模糊PID控制策略對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了聯(lián)合仿真，分析了磁懸浮軸承柔性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在起浮階段和高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下傳感器位置發(fā)生變化時(shí)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。另外，本文設(shè)計(jì)了基于TMS320F28335DSP的數(shù)字控制器，，編寫了模糊PID和不完全微分PID控制算法程序，建立了基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的傳感器故障診斷系統(tǒng)和基于信號(hào)差值比較的故障診斷系統(tǒng)，并編寫了相應(yīng)的程序。最后設(shè)計(jì)制作了傳感器冗余的磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)試驗(yàn)裝置，通過(guò)人為切斷傳感器信號(hào)線的方式模擬了轉(zhuǎn)子在靜態(tài)懸浮和高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下傳感器的失效，研究了傳感器失效對(duì)系統(tǒng)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性的影響。 研究結(jié)果表明，當(dāng)切斷傳感器信號(hào)線后，控制器能夠準(zhǔn)確地診斷出故障傳感器，并能及時(shí)啟動(dòng)處理方案，其后轉(zhuǎn)子仍然可以維持穩(wěn)定懸浮和高速旋轉(zhuǎn)。此外，通過(guò)對(duì)兩種控制策略下系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的比較，驗(yàn)證了本文設(shè)計(jì)的模糊PID要比不完全微分PID具有更好的控制效果。
[Abstract]:With the development of maglev technology, the requirement of system reliability is higher and higher. In the active magnetic bearing rotor system, the probe of the displacement sensor is installed near the rotor, so it is often tested by the vibration produced by the rotor when it is running at high speed and the temperature rise caused by the air eddy current, and the working environment is very bad. It is one of the most vulnerable parts of the system. In order to improve the reliability of magnetic bearing rotor system, redundant sensor design is an effective way. In this paper, a five-degree-of-freedom simulation model of magnetic bearing flexible rotor system is established by using Adams ANSYS and MATLAB software, and the incomplete differential PID and fuzzy PID control strategy are used to simulate the system. The dynamic characteristics of the flexible rotor system of magnetic suspension bearing are analyzed when the sensor position changes in the floating stage and the high speed rotation state. In addition, the digital controller based on TMS320F28335DSP is designed, the fuzzy PID and incomplete differential PID control algorithms are programmed, the sensor fault diagnosis system based on BP neural network and the fault diagnosis system based on signal difference comparison are established. The corresponding program is written. Finally, the experiment device of magnetic bearing rotor system with sensor redundancy is designed and manufactured. The sensor failure under static suspension and high speed rotation is simulated by cutting off the signal line of the sensor artificially. The effect of sensor failure on the static and dynamic characteristics of the system is studied. The research results show that the controller can accurately diagnose the fault sensor and start the processing scheme in time after cutting off the signal line of the sensor, and the rotor can still maintain stable suspension and high speed rotation after the rotor is cut off. In addition, by comparing the dynamic performance of the system with two control strategies, it is proved that the fuzzy PID designed in this paper has better control effect than the incomplete differential PID.
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TH133.3

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本文編號(hào)：1869115