發(fā)布時間：2020-06-14 23:11

【摘要】：磁力軸承由于具有一系列獨特的性能,被稱為是支承技術(shù)的一場革命。將磁力軸承應(yīng)用于硬盤的支承,完全消除了軸承與硬盤轉(zhuǎn)子的機械接觸,使硬盤具有其它軸承支承的硬盤無法企及的優(yōu)點。然而由于磁懸浮軸承技術(shù)是一門復(fù)雜的多學科的高新技術(shù),其研究領(lǐng)域涉及到機械學、轉(zhuǎn)子動力學、電磁學、電子學、控制理論和計算機科學等學科。磁力軸承必須在控制系統(tǒng)的協(xié)助下才能正常工作,因此,控制問題成為磁力軸承的一項關(guān)鍵技術(shù),控制器性能的好壞影響到磁力軸承的動態(tài)性能和轉(zhuǎn)子的控制精度,直接關(guān)系到磁力軸承能否在硬盤上面的應(yīng)用。 本文以硬盤磁力軸承實驗裝置為研究對象,研究開發(fā)適用于硬盤磁力軸承的數(shù)字控制系統(tǒng),并對硬盤磁力軸承控制系統(tǒng)的控制算法進行了較深入的研究。其主要研究成果如下: 運用電磁學理論,經(jīng)過合理的簡化和假設(shè),推導出硬盤磁力軸承單自由度的數(shù)學模型,并從控制實現(xiàn)的角度進一步將五自由度磁力軸承分散成相互獨立的五個單自由度磁力軸承子系統(tǒng),為控制系統(tǒng)的設(shè)計提供了理論依據(jù)。 為實現(xiàn)硬盤磁力軸承系統(tǒng)的快速和高精度控制,本文選用DSPTMS320LF2407A作為數(shù)字控制系統(tǒng)的主控制芯片,進行了數(shù)字控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計。在介紹電渦流傳感器工作原理的基礎(chǔ)上進行了信號采集的抗干擾設(shè)計。 針對硬盤磁力軸承控制系統(tǒng)的特點和要求,本文設(shè)計了PWM型功率放大器,介紹了其組成原理和功率單元的結(jié)構(gòu),指出了功率放大器實現(xiàn)的關(guān)鍵因素。 為實現(xiàn)數(shù)字控制系統(tǒng)參數(shù)的在線整定和實時監(jiān)控,設(shè)計了基于ISA的CAN總線接口卡,完成微型計算機和DSP之間的通信。并指出了CAN總線通信實現(xiàn)中的幾個關(guān)鍵問題。 根據(jù)硬盤磁力軸承的特點和設(shè)計要求,探討了適應(yīng)于硬盤磁力軸承系統(tǒng)的控制算法。在對控制系統(tǒng)模型分析的基礎(chǔ)上,對PID控制、變積分PID控制、單神經(jīng)元-PID雙�？刂频人惴ㄔ谟脖P磁力軸承中的應(yīng)用進行了分析,并對其進行仿真和軟件實現(xiàn),結(jié)果表明單神經(jīng)元-PID雙模控制不僅具有PID控制的優(yōu)點,且具有自學習和自適應(yīng)功能,具有好的動態(tài)性能和穩(wěn)態(tài)性能。
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2005
【分類號】：TH133.3;TP273.5

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7 洪華杰;

本文編號：2713500