主動(dòng)磁軸承由于無(wú)接觸、無(wú)潤(rùn)滑、無(wú)磨損、無(wú)噪聲、精度高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)越來(lái)越受到重視。本文提及的光鉸鏈?zhǔn)且粋�(gè)大動(dòng)作范圍、高精度系統(tǒng)，其傳動(dòng)主軸的支承軸承對(duì)該系統(tǒng)的精度影響很大，因此，主軸支承軸承的合理選擇對(duì)提高光鉸鏈的精度至關(guān)重要，所選軸承既能使光鉸鏈實(shí)現(xiàn)大角度范圍的動(dòng)作，又能使其具有相當(dāng)高的精度。為此，本文就引入了主動(dòng)磁軸承，主要進(jìn)行了基于光鉸鏈的主動(dòng)磁軸承系統(tǒng)的建模與分析，這為主動(dòng)磁軸承系統(tǒng)在光鉸鏈系統(tǒng)中的應(yīng)用研究奠定了理論基礎(chǔ)。 本文首先建立了單自由度主動(dòng)磁軸承系統(tǒng)和二單自由度主動(dòng)磁軸承系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型；在此基礎(chǔ)上，建立了單自由度主動(dòng)磁軸承系統(tǒng)的PID控制模型，并分別進(jìn)行了在基礎(chǔ)脈沖干擾下和轉(zhuǎn)子參數(shù)攝動(dòng)下PID控制的階躍響應(yīng)仿真，以及在基礎(chǔ)正弦干擾信號(hào)作用下的轉(zhuǎn)子起浮仿真；此外，又進(jìn)行了主動(dòng)磁軸承的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制仿真，仿真結(jié)果表明：對(duì)于很復(fù)雜的非線性系統(tǒng)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制優(yōu)于傳統(tǒng)的PID控制；最后，分析了在PID控制下，轉(zhuǎn)子的位移誤差對(duì)光鉸鏈光束穩(wěn)定性的影響，分析表明：主動(dòng)磁軸承轉(zhuǎn)子的位移誤差對(duì)光鉸鏈光束穩(wěn)定性的影響極小，因此，主動(dòng)磁軸承可保證光鉸鏈系統(tǒng)具有相當(dāng)高的精度。
【學(xué)位單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2005
【中圖分類(lèi)】：TH133.3
【部分圖文】：

圖1.3X一Y軸型光鉸鏈的三維造型X一Y軸型光鉸鏈的x軸稱(chēng)為方位軸(az加uthxasi)，Y軸稱(chēng)為俯仰軸(Pithcxasi)，兩軸都由音圈電機(jī)驅(qū)動(dòng)�？蚣芗胺瓷溏R片一起可繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)反可繞Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)并隨X軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而作牽連運(yùn)動(dòng)。工作光束的調(diào)整對(duì)準(zhǔn)同時(shí)由和俯仰軸來(lái)進(jìn)行，·通過(guò)安裝在反射鏡片后側(cè)中心處的光源發(fā)出的光打到光裝置PSD(PositionSensitiveDeteetor)上，PSD將光斑的位置以模擬信號(hào)式傳遞給控制電路，然后經(jīng)過(guò)中央處理器的處理，對(duì)各個(gè)軸的驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行從而實(shí)現(xiàn)對(duì)工作光束的精確對(duì)準(zhǔn)。其中PSD檢測(cè)系統(tǒng)由發(fā)射光源、PSD傳感號(hào)處理電路組成。光學(xué)鉸鏈通過(guò)應(yīng)用閉環(huán)控制系統(tǒng)從而使得反射鏡片實(shí)時(shí)準(zhǔn)光源的位置而變化，從而抑制由于外界的沖擊或振動(dòng)對(duì)光路傳輸?shù)挠绊�，�?dòng)控制振動(dòng)和隔離振動(dòng)的目的和效果。目前，國(guó)內(nèi)使用的光鉸鏈系統(tǒng)均為小角度范圍的，大角度范圍、大尺寸鏈系統(tǒng)還沒(méi)有。在國(guó)外，光鉸鏈技術(shù)很發(fā)達(dá)，而且應(yīng)用范圍很廣泛，可應(yīng)光武器、空間光通信等場(chǎng)合。國(guó)外只對(duì)我國(guó)出售小角度范圍的光鉸鏈系統(tǒng)，、，，、

圖5.n神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)象的結(jié)構(gòu)圖在對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練之前，應(yīng)首先對(duì)建立的網(wǎng)絡(luò)的各層神經(jīng)元之間的連接權(quán)值和各神經(jīng)元的閥值進(jìn)行初始化，即賦予一定的初值。事實(shí)上，州哄JLAB軟件在建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)象時(shí)己根據(jù)給定的輸入數(shù)據(jù)樣本集自動(dòng)完成對(duì)權(quán)值和閥值的初始化。當(dāng)然，用戶(hù)如對(duì)M戶(hù)丁LAB完成的初始化數(shù)據(jù)不滿(mǎn)意，也可對(duì)初始化數(shù)據(jù)進(jìn)行人工調(diào)整。本網(wǎng)絡(luò)各權(quán)值和閥值的初始值為:w{‘，1}一【1400·07‘3}冬二登龜w{2，1}一【3.3726一12.707415.951714.8‘44rw{3，2}一【0·72218一4·60388.0188一9.8361。{1}一【一0·，5985〕。{2}一【一7.39941.26542.31340·74‘63了b{3}一l一2.0638」(5一1)然后，我們對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，訓(xùn)練參數(shù)設(shè)置如圖5.12所示。

基于光鉸鏈的主動(dòng)磁軸承系統(tǒng)的建模與仿真圖5.12網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練參數(shù)設(shè)置我們先采用一組樣本進(jìn)行訓(xùn)練，得到圖5.13所示結(jié)果。圖5.13網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練誤差變化曲線圖5.13中黑色水平線代表網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的目標(biāo)誤差，藍(lán)色曲線代表網(wǎng)絡(luò)的準(zhǔn)則函數(shù)值隨訓(xùn)練進(jìn)行的變化情況。由圖5.13可以看出，當(dāng)訓(xùn)練進(jìn)行到第18步時(shí)，網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)則函數(shù)值為7.13139x10一“，小于訓(xùn)練設(shè)定的誤差目標(biāo)10一5，訓(xùn)練停止。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2841988