【摘要】： 本論文是將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制理論應(yīng)用于主動磁懸浮軸承系統(tǒng)中。在分析主動磁懸浮軸承的工作原理和結(jié)構(gòu)組成的基礎(chǔ)之上,建立主動磁懸浮軸承單自由度的數(shù)學(xué)模型。 在深入分析了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工作原理以及學(xué)習(xí)算法,本文將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自學(xué)習(xí)能力應(yīng)用到主動磁懸浮軸承系統(tǒng)中普遍使用的PID控制器。設(shè)計了兩種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器:一種是基于單神經(jīng)元的PID控制器,通過神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)權(quán)值學(xué)習(xí),在線調(diào)整PID控制器比例、積分、微分系數(shù);另一種是基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的PID控制器,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所具有的非線性逼近能力,通過對系統(tǒng)性能指標的學(xué)習(xí)來實現(xiàn)具有最佳參數(shù)組合的PID控制器。通過系統(tǒng)仿真試驗,從理論上驗證了兩種神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器具有良好的信號跟蹤及干擾抑制性能。本論文編寫結(jié)合PID的神經(jīng)元控制C程序,并將其應(yīng)用到基于PC機實時控制系統(tǒng)的磁懸浮軸承中,實現(xiàn)了轉(zhuǎn)子在空間五個自由度上的穩(wěn)定的靜態(tài)懸浮和在懸浮狀態(tài)下的動態(tài)激振試驗,并且控制精度在靜態(tài)懸浮時10μm以內(nèi)。實驗結(jié)果表明,本文設(shè)計的神經(jīng)元控制器取得較好的穩(wěn)定性和動態(tài)響應(yīng)控制效果。
【圖文】：

擾力；I0為偏置電流，xi 為控制電流。單自由度磁懸浮軸承系統(tǒng)的基本原理是當轉(zhuǎn)子偏離參考位置（電磁力與重力平衡時轉(zhuǎn)子所處位置）時，，通過位移傳感器檢測轉(zhuǎn)子的偏差信號，并將該信號送入控制器，控制器根據(jù)一定的控制策略產(chǎn)生控制信號，通過功率放大器產(chǎn)生相應(yīng)的控制電流xi ，一個電磁鐵以偏置電流 I0與控制電流xi 之和激磁；而另一個則利用兩者之差激磁。因而，在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生與位置偏離方向相反的電磁力作用，使轉(zhuǎn)子克服外擾力回到參考位置。磁懸浮軸承系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子通常有六個自由度，其中的五個自由度即沿著 X、Y軸的平動和轉(zhuǎn)動以及沿 Z 軸的方向平動是由電磁力控制的。磁懸浮軸承的轉(zhuǎn)子需要穩(wěn)定懸浮需要在五個自由度上施加控制力，即兩個徑向磁懸浮軸承和一個軸向磁懸浮軸承。磁懸浮軸承再加上其控制系統(tǒng)就構(gòu)成一個完整的磁懸浮軸承系統(tǒng)。2.2 主動磁懸浮軸承的結(jié)構(gòu)介紹

在轉(zhuǎn)軸的兩端處各有一個保護軸承。其作用是在磁懸浮，保護軸承不與轉(zhuǎn)軸接觸，當突然斷電或磁懸浮軸承系統(tǒng)失臨時支承高速旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸的作用，防止轉(zhuǎn)軸與電機定子及磁懸而損壞整個磁懸浮軸承系統(tǒng)；當磁懸浮軸承不工作時，轉(zhuǎn)軸，因此保護軸承與轉(zhuǎn)軸之間的氣隙應(yīng)小于磁懸浮軸承與轉(zhuǎn)軸兩個保護軸承還起到軸向定位的作用。圖 2.3 為本文研究的試驗臺實物照片圖。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TH133.3;TP183

【引證文獻】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 花榕澤;軸向磁懸浮軸承位移檢測與控制系統(tǒng)研究[D];南京理工大學(xué);2012年

2 李中秋;磁力軸承的智能控制研究[D];武漢理工大學(xué);2012年

3 肖鵬飛;傳感器冗余的磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)研究[D];南京航空航天大學(xué);2012年

本文編號：2650640