磁軸承是利用磁力將轉(zhuǎn)子穩(wěn)定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，轉(zhuǎn)子可以達(dá)到很高的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，幾乎沒有機(jī)械磨損、壽命長、能耗低、噪音小、無需潤滑、在很多應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)與傳統(tǒng)軸承相比具有明顯的優(yōu)越性。 本文介紹了本實(shí)驗(yàn)室研制的數(shù)控AMB實(shí)驗(yàn)臺數(shù)學(xué)模型以及數(shù)字控制器的硬件和軟件的工作原理，它采用了上下位機(jī)主從式工作方式，可在線修改控制器參數(shù)。本文提出利用轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)在線最優(yōu)控制思想。由于AMB系統(tǒng)轉(zhuǎn)子動(dòng)力特性和功放的非線性是轉(zhuǎn)速的函數(shù)，而且在實(shí)際中轉(zhuǎn)速是可以在線測量的，因此可以將數(shù)字控制器參數(shù)以轉(zhuǎn)速分段優(yōu)化，從而使系統(tǒng)始終工作在最佳狀態(tài)。采用優(yōu)化方法與AMB系統(tǒng)仿真相結(jié)合的方法得到控制器不同轉(zhuǎn)速段的優(yōu)化參數(shù)，并用實(shí)驗(yàn)初步驗(yàn)證了這些參數(shù)的有效性。本文用所提出的電磁軸承-柔性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)分析方法，對實(shí)驗(yàn)室的磁軸承實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了較為深入的分析。計(jì)算分析表明：采用兩級相位超前的控制器可以增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性并大大降低不平衡響應(yīng)的幅值；由于傳感器與磁軸承的異位的存在，尤其是對柔性轉(zhuǎn)子，傳感器所測的信號不能真實(shí)地反映磁軸承的情況，影響了系統(tǒng)的可控性及可觀測性，因而影響了控制效果，對系統(tǒng)... 

【文章來源】：北京工業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
第一章 緒論
    1.1 磁軸承技術(shù)簡介
        1.1.1 磁軸承及分類
        1.1.2 磁軸承控制技術(shù)
        1.1.3 磁軸承技術(shù)的新發(fā)展
    1.2 論文內(nèi)容安排
第二章 有源磁力軸承實(shí)驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與模型建立
    2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與參數(shù)
        2.1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        2.1.2 系統(tǒng)參數(shù)
    2.2 系統(tǒng)模型分析
        2.2.1 電磁力數(shù)學(xué)模型
        2.2.2 位移傳感器
        2.2.3 功率放大器
        2.2.4 五自由度系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程
        2.2.5 單質(zhì)點(diǎn)線性化模型
第三章 數(shù)字控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    3.1 數(shù)字控制器的硬件
        3.1.1 A/D、D/A模板
            3.1.1.1 譯碼控制電路
            3.1.1.2 A/D、D/A轉(zhuǎn)換電路
            3.1.1.3 光電鍵相脈沖電路
        3.1.2 TMS320C25模板
    3.2 數(shù)字控制器的軟件
    3.3 數(shù)字控制器PD、PDD的等效傳遞函數(shù)
第四章 數(shù)字控制器的參數(shù)優(yōu)化
    4.1 控制器參數(shù)分段優(yōu)化思想的提出
    4.2 磁軸承系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型
    4.3 控制器參數(shù)優(yōu)化的約束條件
    4.4 AMB系統(tǒng)控制器參數(shù)優(yōu)化模型與方法
    4.5 數(shù)控PD參數(shù)優(yōu)化的初步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
第五章 電磁軸承-柔性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)分析
    5.1 電磁軸承-柔性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)分析方法
        5.1.1 引言
        5.1.2 電磁軸承-柔性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)分析方法的原理
    5.2 臨界轉(zhuǎn)速分析
        5.2.1 不計(jì)支承阻尼時(shí)轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速
        5.2.2 磁軸承支承時(shí)的臨界轉(zhuǎn)速
    5.3 系統(tǒng)衰減系數(shù)與阻尼固有頻率
    5.4 不平衡響應(yīng)分析
        5.4.1 控制器為一級相位超前時(shí)的不平衡響應(yīng)
        5.4.2 控制器為兩級相位超前時(shí)的系統(tǒng)分析
            5.4.2.1 軸承與傳感器同位時(shí)的不平衡響應(yīng)
            5.4.2.2 軸承與傳感器異位時(shí)不平衡響應(yīng)
            5.4.2.3 比較分析
結(jié)論與建議
致謝
參考文獻(xiàn)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]數(shù)字控制的有源磁懸浮軸承的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 黃曉蔚,唐鐘麟,馮志華,吳瑞峰.  機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 1998(06)
[3]高速電磁軸承轉(zhuǎn)子軸的設(shè)計(jì)研究[J]. 張鋼,謝振宇,陳立群,虞烈.  機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 1998(05)
[4]推力電磁軸承的動(dòng)態(tài)承載能力與動(dòng)剛度計(jì)算[J]. 張鋼,劉淑琴,虞烈,謝友柏.  中國機(jī)械工程. 1998(09)
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[9]可控磁懸浮軸承剛度的提高與大范圍穩(wěn)定性[J]. 趙雷,劉晉春,張士義.  組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 1996(07)
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本文編號：3576639