【摘要】： 電磁軸承是一種高新技術(shù)，是利用電磁力將轉(zhuǎn)子無接觸地懸浮起來的支撐部件，其研究涉及到電磁學(xué)、控制理論、機(jī)械學(xué)、轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)等眾多領(lǐng)域。因具有傳統(tǒng)軸承無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，所以在高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 論文首先介紹了磁浮軸承的特點(diǎn)、國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r及其發(fā)展趨勢，并指出了磁浮軸承在研究與應(yīng)用中仍存在的一些難題。接著以立式電磁軸承為研究對象介紹了各部分的組成及原理，并推導(dǎo)出了電磁軸承單自由度的數(shù)學(xué)模型。然后，論文就電磁軸承中功放環(huán)節(jié)和控制器環(huán)節(jié)兩個(gè)主要部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)。在功放設(shè)計(jì)中，比較了目前開關(guān)功放各種調(diào)制技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，從而選用了采樣一保持型的調(diào)制技術(shù)，并詳細(xì)闡述了功放電路各個(gè)部分的設(shè)計(jì)方法和過程；在控制器設(shè)計(jì)中，在傳統(tǒng)PID控制算法的基礎(chǔ)之上提出了一種非線性補(bǔ)償型的PID控制算法。利用MATLAB仿真分析，驗(yàn)證了電磁軸承軸向系統(tǒng)的在非線性PID控制下的響應(yīng)比PID控制更優(yōu)，從理論上實(shí)現(xiàn)了磁懸浮系統(tǒng)的穩(wěn)定控制。最后進(jìn)行了基于DSP的磁浮軸承數(shù)字控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。 實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了電磁軸承轉(zhuǎn)子的單自由度懸浮，結(jié)果證明本設(shè)計(jì)在一定程度上的合理性。
【圖文】：

控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。2.1概述圖2一1簡要顯示了一個(gè)簡單主動(dòng)磁懸浮軸承系統(tǒng)的組成部分及功能[l1。一個(gè)典型的主動(dòng)磁懸浮軸承是由轉(zhuǎn)子、電磁鐵(即執(zhí)行機(jī)構(gòu))、傳感器、調(diào)節(jié)控制單元和功率放大器等五大部分組成。設(shè)電磁鐵繞組上的電流為i0時(shí)，它對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的吸力F和轉(zhuǎn)子的重力mg相平衡，轉(zhuǎn)子處于懸浮的平衡位置，則這個(gè)位置也稱為參考位置。假設(shè)在參考位置上，轉(zhuǎn)子受到一個(gè)向下的擾動(dòng)，轉(zhuǎn)子就會(huì)偏離其參考位置向下運(yùn)動(dòng)，此時(shí)傳感器檢測出轉(zhuǎn)子偏離其參考位置的位移，控制器將這一位移信號變換為控制信號，，該控制信號使得電磁鐵上的電流增加凡，相對于參考位置電流，此時(shí)的控制電流由i0增加到i0+l’.，因··調(diào)?

西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第56頁如圖5一2所示。ADC模塊主要功能如下:.可同時(shí)對兩個(gè)模擬輸入量測量;.可實(shí)現(xiàn)單個(gè)轉(zhuǎn)換或連續(xù)轉(zhuǎn)換;.轉(zhuǎn)換可由軟件、內(nèi)部事件或外部事件啟動(dòng);.兩級深度數(shù)字結(jié)果寄存器，用于保存完整的轉(zhuǎn)換結(jié)果。別別別別別 別別別 HHHHH124洲ttttt}~n月。 lll ...:{{{{{{{{{{{八 OCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC日 日 日日 日日日側(cè)自陽陽陽}、.響， lll ::::::::::::::::::::::::: }}}}}}}~n閃， lll }}}}}}}，~腳， lll別別別別 別別 HHHHHHHHH三 三‘‘ {{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{ }}}}}}}}}}}}}}}}}}}一:們匕.，。lll...AIJ‘七泊目 目，ro腸村.目‘翻 ..}}} 333333333OCCCS叫曰.‘舊盯 111翻潤四腳.盯222習(xí) OCCC :::}}}}}}}}}}}二二 !!!!!!!!!!!圖5一 1TMS320F28一2中A/D轉(zhuǎn)換模塊5.2.2片內(nèi)存儲(chǔ)器TMS320F2812片載有128Kx16的片載Flash存儲(chǔ)器和2KX16的一次性程序存儲(chǔ)器。Flash存儲(chǔ)器分成8塊 4Kx16和6塊 16Kxl6
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TH133.3;TM921.5

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 李亮;基于PC的磁懸浮盤片控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[D];武漢理工大學(xué);2008年

2 董菊華;基于FPGA的磁浮軸承控制系統(tǒng)研究[D];西南交通大學(xué);2009年

3 胡波;磁浮軸承系統(tǒng)的監(jiān)控及解耦控制研究[D];西南交通大學(xué);2009年

4 王其磊;永磁偏置混合磁懸浮軸承結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及控制方法研究[D];蘭州理工大學(xué);2009年

本文編號：2598833