【摘要】：主動(dòng)磁懸浮軸承是利用電磁力將轉(zhuǎn)子懸浮于空間的一種新型高性能軸承，由于轉(zhuǎn)子與定子之間不存在機(jī)械接觸，與其它軸承相比有著無(wú)法比擬的優(yōu)越性：幾乎沒(méi)有磨損、壽命長(zhǎng)、能耗低、無(wú)需潤(rùn)滑等，因而轉(zhuǎn)子可以達(dá)到很高的轉(zhuǎn)速。 本文主要以機(jī)床為應(yīng)用背景，對(duì)主動(dòng)磁軸承的控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究。根據(jù)電磁軸承工作原理，建立四自由度主動(dòng)磁軸承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的力學(xué)模型，設(shè)計(jì)了基于TMS320LF2407A型DSP控制系統(tǒng)。 其中硬件包括：由片內(nèi)A/D模塊完成四路信號(hào)的采樣，選用DAC7725P將處理后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成微弱的電壓信號(hào)，以O(shè)PA548為核心的功率放大電路將弱電信號(hào)放大，產(chǎn)生預(yù)期的控制電流信號(hào)。本系統(tǒng)工作于兩種電壓下，而且各芯片處理速度有所不同，因此設(shè)計(jì)了必要的外圍電路，包括電源轉(zhuǎn)換電路、等待電路等，為了防止系統(tǒng)紊亂，用CPLD來(lái)產(chǎn)生外圍電路的邏輯譯碼和選通，提高系統(tǒng)的集成度、降低噪聲、增強(qiáng)系統(tǒng)可靠性并降低成本。 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)采用了上、下位機(jī)主從式工作方式，上位機(jī)可在線檢測(cè)系統(tǒng)工作效果、修改控制器參數(shù)。采用模糊PID控制方式，參考專家經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了符合本實(shí)驗(yàn)條件的模糊PID控制器，可使系統(tǒng)始終工作在最佳狀態(tài)，并通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了控制器的效果。
【學(xué)位授予單位】：河海大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2005
【分類號(hào)】：TH133.3
【圖文】：

與下位機(jī)的通信協(xié)議是RS一232。圖5.3系統(tǒng)運(yùn)行總的界面圖圖5.3是上位機(jī)的主界面。參數(shù)設(shè)置用來(lái)雙機(jī)通訊所用的串口以及波特率。繪圖則用來(lái)把下位機(jī)傳送過(guò)來(lái)的位移偏差繪制成圖表，以便于我們進(jìn)行對(duì)他進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間(位移偏差比較小時(shí))后，出于對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定的考慮，可以停止模糊推理。此時(shí)也可以把校正過(guò)的KP，K，，KD三個(gè)參數(shù)發(fā)給下位機(jī)。圖5.4參數(shù)設(shè)置界面圖選用串口1，波特率38400，無(wú)校驗(yàn)，8個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)停止位。

圖5.3系統(tǒng)運(yùn)行總的界面圖圖5.3是上位機(jī)的主界面。參數(shù)設(shè)置用來(lái)雙機(jī)通訊所用的串口以及波特率。繪圖則用下位機(jī)傳送過(guò)來(lái)的位移偏差繪制成圖表，以便于我們進(jìn)行對(duì)他進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行一段時(shí)間(位移偏差比較小時(shí))后，出于對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定的考慮，可以停止模推理。此時(shí)也可以把校正過(guò)的KP，K，，KD三個(gè)參數(shù)發(fā)給下位機(jī)。

士研究生學(xué)位論文基于DSP的磁懸浮軸承控制系統(tǒng)的研制圖5.5繪圖界面圖5.5即為繪圖界面。上圖一共有四種顏色的曲線，代表了四個(gè)自由度的位移偏差。縱坐標(biāo)表示偏差大小，橫坐標(biāo)則表示時(shí)間。由圖中，我們可以看出，在系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中，偏差值總在一個(gè)較小的范圍內(nèi)變化，說(shuō)明此控制系統(tǒng)可以很好的適應(yīng)我們的控制要求。5.2開(kāi)發(fā)工具本文所用開(kāi)發(fā)工具是上海三意公司生產(chǎn)的TMS32OLF2407A，如圖5.6所示。該型號(hào)DSP主要針對(duì)電機(jī)控制而開(kāi)發(fā)出來(lái)的。本文研究的電磁軸承控制系統(tǒng)，其原理類似于電機(jī)的控制，因此選擇該芯片。5.2.1仿真器[39]通過(guò)DSP仿真開(kāi)發(fā)工具可以對(duì)DSP芯片片內(nèi)和片外資源進(jìn)行全透明的訪問(wèn)。同時(shí)可以通過(guò)它向DSP加載程序，開(kāi)發(fā)工程師還可以通過(guò)DSP仿真開(kāi)發(fā)工具對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試。根據(jù)仿真器的與PC機(jī)接口方式

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本文編號(hào)：2744328