磁力軸承以無接觸、無磨損、能耗低和無需潤(rùn)滑等傳統(tǒng)軸承無法比擬的優(yōu)點(diǎn)而備受矚目。目前為了實(shí)現(xiàn)磁力軸承系統(tǒng)轉(zhuǎn)子的位置控制，多采用位置傳感器。為了降低成本、減少磁力軸承的軸向尺寸和提高系統(tǒng)的可靠性，無位置傳感器磁力軸承的研究和推廣應(yīng)用勢(shì)不可擋。本文在分析單自由度磁力軸承的基礎(chǔ)上，建立了磁力軸承的數(shù)學(xué)模型，并對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行了分析。本文主要研究了無位置傳感器轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)的兩種方法，即小信號(hào)注入測(cè)試法和差動(dòng)變壓器測(cè)試法。小信號(hào)注入測(cè)試法是在功放輸入端加入高頻小信號(hào)作為測(cè)試信號(hào)，從線圈兩端電壓中提取含有轉(zhuǎn)子位移信息的電感上高頻信號(hào)的交流分量，通過帶通濾波、一級(jí)放大、差動(dòng)相減、解調(diào)和低通濾波電路后可獲得與轉(zhuǎn)子位移成比例的直流電壓信號(hào)。差動(dòng)變壓器法是提取從偏置線圈互感過來的電壓信號(hào)經(jīng)整流和低通濾波電路后得到與轉(zhuǎn)子位移成比例的直流信號(hào)。在對(duì)兩種位移檢測(cè)方法進(jìn)行仿真比較分析后，可知小信號(hào)注入測(cè)試法可以更準(zhǔn)確地獲取轉(zhuǎn)子的位移信息，且檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單。因此本文采用小信號(hào)注入測(cè)試法進(jìn)行位置檢測(cè)。在設(shè)計(jì)了無傳感器磁力軸承的位置自檢測(cè)電路后，本文又設(shè)計(jì)了無傳感器磁力軸承系統(tǒng)的控制器和功率放大器。對(duì)所設(shè)計(jì)的控制器進(jìn)... 

【文章來源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：66 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

穩(wěn)幅的RC橋式振蕩電路的輸出電壓

在考慮選擇何種位置檢測(cè)方法時(shí)，本文對(duì)差動(dòng)變壓器法和小信號(hào)注入測(cè)試法分別進(jìn)行了仿真研究。采用差動(dòng)變壓器法檢測(cè)轉(zhuǎn)子位移，轉(zhuǎn)子分別在兩個(gè)極限位置(一0.4們nrn和0.4Inlll)時(shí)由檢測(cè)電路輸出相應(yīng)的轉(zhuǎn)子位移的電壓如圖3一10所示。從圖中可以看出，在兩個(gè)最大位移處的輸出電壓近似相等，由此可得輸出電壓和轉(zhuǎn)子的位移基本上是成線性關(guān)系的。一一/nU幽IIU.硯匕月40D勺召名一2刀盆二‘OA爪爪\名2.0x二 0.4跳執(zhí) 00.51.01.52.02.j00.51.0燈hls1。5口元ns 2.02.5圖3一10差動(dòng)變壓器法轉(zhuǎn)子在兩個(gè)極限位置的輸出電壓波形采用小信號(hào)注入測(cè)試法檢測(cè)轉(zhuǎn)子分別在兩個(gè)極限位置時(shí)的輸出電壓波形如圖3一11所示。從圖3一11可以看出，其輸出電壓范圍約在一SV一+SV之間，轉(zhuǎn)子在兩個(gè)最大位移處的輸出電壓近似相等，由此可以得出輸出電壓和轉(zhuǎn)子的位移基本上是成線性關(guān)系的。

武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文分別給定不同頻率信號(hào)(lHz，SHz， 1OHz)時(shí)的位置控制曲線如圖4一7、圖4一8和圖4一9所示。在圖4一7、圖4一8和圖4一9中，上面的曲線是實(shí)際測(cè)得的位置曲線，下面的曲線是采用小信號(hào)注入測(cè)試法估計(jì)出的位置曲線。仿真結(jié)果表明，對(duì)于不同頻率的給定信號(hào)，估計(jì)出的位置信息都能較好地反映實(shí)際位置信息，說明不完全微分PID具有很好的位置控制性能。 4080080如丫 丫一，，洲出氣%氣 氣護(hù)護(hù)了、田小啄尸 尸%%%叭呱~產(chǎn)~豁襯州滬書 書.如彗一陽(yáng)女80如0一一”一廠一一_如初洲洲尸腳叭、韌宜 宜’’、、、一斌聲 聲 111.1111一如一80八八八八八八八VVVV丫寫歲 歲和月勸勸彗 002040石0名 2.00020聲0石0名10圖4一7位置響應(yīng)曲線(正弦曲線參數(shù):IHz)圖4一8位置響應(yīng)曲線(正弦曲線參數(shù):SHz)今今廠戶八戶一彝介八八 八...計(jì)補(bǔ)洲轟川針沖、了、 、 ...}.}111!!!80如。和伙伙八八熟八八八八八八 八一一少歲丫歲歲歲刁丫妙勺勺， ， 111.… 11111-8080召g決 nU]nUCU解長(zhǎng)nU材長(zhǎng)封城d﹃r悶丹乙月﹃.00 0.20.30.40.50.60了 0.8091， 011tIs圖4一9位置響應(yīng)曲線(正弦曲線參數(shù):10Hz)給無位置傳感器磁力軸承位置檢測(cè)系統(tǒng)加一外力擾動(dòng)后的位置控制響應(yīng)如圖4一10所示

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[8]磁懸浮軸承研究的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 黃德中.  機(jī)床與液壓. 2003(06)
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碩士論文
[1]磁懸浮軸承差動(dòng)變壓器式自檢測(cè)原理的研究[D]. 范東浩.南京航空航天大學(xué) 2006
[2]磁懸浮軸承的模糊控制算法研究[D]. 王娟.武漢理工大學(xué) 2004



本文編號(hào)：3267179