磁懸浮軸承也稱電磁懸浮軸承或磁力軸承，是利用磁場力將轉(zhuǎn)子懸浮于空間，使轉(zhuǎn)子和定子之間沒有任何機(jī)械接觸的一種新型高性能軸承。由于它具有無摩擦、無磨損、低能耗、低噪聲、壽命長以及無污染等一系列獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，因此在能源交通、航空航天、機(jī)械工業(yè)以及機(jī)器人等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。 磁懸浮軸承是典型的機(jī)電一體化綜合系統(tǒng)，其研究涉及電磁理論、控制理論、機(jī)械設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)以及計(jì)算機(jī)科學(xué)等多個(gè)學(xué)科的知識。其中磁懸浮軸承控制器的研究最為關(guān)鍵，控制器性能的好壞不但決定了磁懸浮軸承系統(tǒng)穩(wěn)定懸浮與否，而且還直接影響到磁懸浮軸承的動(dòng)態(tài)特性和控制精度。 本文應(yīng)用電磁學(xué)理論，以精密設(shè)計(jì)加工的磁懸浮軸承為研究對象，首先建立了磁懸浮軸承的軸向單自由度數(shù)學(xué)模型和徑向四自由度狀態(tài)方程；然后介紹了磁懸浮軸承系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，并設(shè)計(jì)了以模擬PID控制器為核心的單自由度磁懸浮軸承的模擬控制系統(tǒng)，分析研究了磁懸浮軸承從開始啟動(dòng)到達(dá)動(dòng)態(tài)平衡位置的過程，為磁懸浮軸承的數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)和指導(dǎo)思想；然后以Samsung公司推出的以ARM7TDMI為內(nèi)核的16／32位RISC處理器S3C44bOX為核心，設(shè)計(jì)出單... 

【文章來源】：蘇州大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
第1章 緒論
    1.1 磁懸浮軸承概述
    1.2 磁懸浮軸承的性能特點(diǎn)
    1.3 磁懸浮軸承的工作原理
    1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.5 論文主要內(nèi)容及工作安排
        1.5.1 論文的主要內(nèi)容
        1.5.2 論文的內(nèi)容安排
第二章 磁懸浮軸承控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
    2.1 引言
    2.2 磁懸浮軸承單自由度的數(shù)學(xué)模型
        2.2.1 單自由度磁懸浮軸承的結(jié)構(gòu)
        2.2.2 單自由度磁懸浮軸承的數(shù)學(xué)模型
    2.3 徑向四自由度磁懸浮軸承系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
        2.3.1 徑向四自由度磁懸浮軸承系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
        2.3.2 徑向四自由度磁懸浮軸承的狀態(tài)方程
    2.4 小結(jié)
第三章 主動(dòng)磁懸浮軸承系統(tǒng)的組成
    3.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)概述
    3.2 磁懸浮軸承系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)
    3.3 磁懸浮軸承控制系統(tǒng)的控制器
    3.4 磁懸浮軸承功率放大器
    3.5 間隙檢測傳感器
        3.5.1 差動(dòng)變壓器式傳感器的研究
        3.5.2 間隙檢測電路的實(shí)現(xiàn)
    3.6 小結(jié)
第四章 主動(dòng)磁懸浮軸承模擬調(diào)節(jié)器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)
    4.1 引言
    4.2 PID控制原理
    4.3 模擬PID控制原理
    4.4 模擬PID控制器硬件設(shè)計(jì)
    4.5 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集與實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
        4.5.1 數(shù)據(jù)采集卡PC-7483的使用
        4.5.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集的軟件平臺
        4.5.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    4.6 小結(jié)
第五章 基于 ARM微處理器的磁懸浮軸承數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)
    5.1 概述
    5.2 數(shù)字控制系統(tǒng)
    5.3 數(shù)字PID控制器
        5.3.1 PID控制器參數(shù)整定
        5.3.2 位置式PID控制算法
        5.3.3 增量式PID控制算法
    5.4 數(shù)字控制器的選擇
        5.4.1 數(shù)字控制器的選擇及S3C444b0x控制器的簡介
        5.4.2 μC/OS-Ⅱ?qū)崟r(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)的任務(wù)簡介
    5.5 基于arm的單自由度磁懸浮軸承控制系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)
        5.5.1 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
        5.5.2 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)
    5.6 實(shí)驗(yàn)調(diào)試與實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    5.7 小結(jié)
第六章 基于遺傳算法整定的PID控制與仿真
    6.1 引言
    6.2 PID控制算法
    6.3 遺傳算法簡介
        6.3.1 遺傳算法原理
        6.3.2 編碼方法、初始群體的產(chǎn)生、適應(yīng)度函數(shù)
        6.3.3 選擇運(yùn)算、交叉運(yùn)算、變異運(yùn)算
        6.3.4 遺傳算法的運(yùn)行參數(shù)及約束處理
    6.4 基于實(shí)數(shù)編碼遺傳算法的PID整定算法
    6.5 基于遺傳算法PID整定控制算法與數(shù)字PID算法的對比分析
    6.6 小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
碩士期間發(fā)表論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]32位嵌入式開發(fā)的動(dòng)向[J]. 高超然,徐成,李仁發(fā).  電子產(chǎn)品世界. 2004(17)
[2]電磁軸承數(shù)字控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[J]. 景敏卿,劉祖軍,虞烈.  機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2002(02)
[3]磁軸承MPW開關(guān)功率放大器的研究[J]. 楊作興,趙雷,趙鴻賓.  電力電子技術(shù). 2000(05)
[4]基于DSP的混合磁懸浮軸承數(shù)字控制器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 徐龍祥,朱熀秋,曾學(xué)明,劉正塤.  數(shù)據(jù)采集與處理. 2000(02)
[5]一種基于DSP的高速數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)[J]. 徐龍祥,朱火晃秋,劉正塤.  南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2000(01)
[6]磁浮軸承軸向解耦[J]. 楊靜,虞烈,張華容.  機(jī)床與液壓. 1999(06)
[7]電磁軸承的線圈繞制與功率放大器型式[J]. 謝振宇,丘大謀,虞烈.  機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 1999(04)
[8]磁懸浮軸承的特性及發(fā)展初探[J]. 張敬東.  攀枝花大學(xué)學(xué)報(bào). 1999(02)
[9]磁懸浮軸承的原理及現(xiàn)狀[J]. 曾勵(lì),黃民雙,劉正塤,王曉青.  機(jī)械工藝師. 1999(05)
[10]差動(dòng)變壓器輸出電壓與氣隙長度關(guān)系公式推導(dǎo)的一種簡單方法[J]. 張茂青,章建民,黃蔚,張春生.  電子機(jī)械工程. 1998(06)

碩士論文
[1]主動(dòng)磁懸浮軸承控制器的研究[D]. 吳堅(jiān).蘇州大學(xué) 2004



本文編號：3009590