發(fā)布時(shí)間：2017-08-04 12:35

  本文關(guān)鍵詞：磁懸浮軸承控制系統(tǒng)研究

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【摘要】：磁懸浮軸承是利用電磁力的作用使轉(zhuǎn)子懸浮在空中,從而實(shí)現(xiàn)非接觸支承的一種新型軸承。電磁軸承的基本功能是通過對軸承轉(zhuǎn)子進(jìn)行無接觸、無潤滑、無磨損的懸浮支承。未來高速旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)支承軸承主要研究方向是磁懸浮軸承。 磁懸浮軸承由電控系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)兩大部分組成。電控系統(tǒng)是磁懸浮軸承系統(tǒng)的關(guān)鍵部分,它主要由傳感器、控制器及功率放大器組成。本文主要以電控系統(tǒng)為研究對象,對電控系統(tǒng)的各部分進(jìn)行了深入的研究。 本文從磁懸浮軸承系統(tǒng)的基本工作原理出發(fā),分析電控系統(tǒng)各部分的作用。在此基礎(chǔ)上,先對電渦流傳感器進(jìn)行了研究,重點(diǎn)研究了電渦流線圈及電渦流傳感器測量電路。通過分析渦流傳感器的原理,研究了探頭線圈結(jié)構(gòu)對傳感器性能的影響,并設(shè)計(jì)了一批實(shí)驗(yàn)用電渦流探頭。根據(jù)磁懸浮軸承的特點(diǎn),對電渦流位移傳檢測電路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過分析影響電渦流傳感器穩(wěn)定性的因素,采取一系列的相應(yīng)措施提高電渦流傳感器的性能。其次對PID控制器和PWM功率放大器進(jìn)行了研究。設(shè)計(jì)了PID控制器和功率放大器的硬件電路,通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)控制系統(tǒng)存在的不足,對控制系統(tǒng)的不足之處進(jìn)行優(yōu)化。在此基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一套機(jī)械結(jié)構(gòu)用來固定軸承和安裝傳感器。為滿足多自由度磁懸浮軸承系統(tǒng)的需要,本文設(shè)計(jì)了一套多路輸出的直流電源供磁懸浮軸承系統(tǒng)使用。最后通過實(shí)驗(yàn)調(diào)試,給出在線整定PID控制器參數(shù)的方法,通過調(diào)試使磁懸浮軸承穩(wěn)定。
【關(guān)鍵詞】：磁懸浮軸承 電渦流傳感器 電感線圈 PID控制器 功率放大器
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH133.3
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-5
• 目錄5-7
• 1 緒論7-12
• 1.1 磁懸浮軸承概述7-8
• 1.1.1 磁懸浮軸承特點(diǎn)7
• 1.1.2 磁懸浮軸承的分類7-8
• 1.2 磁懸浮國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r8-9
• 1.2.1 國外發(fā)展?fàn)顩r8-9
• 1.2.2 國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r9
• 1.3 磁懸浮發(fā)展趨勢9-10
• 1.4 課題的主要工作內(nèi)容10-12
• 2 磁懸浮軸承系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)12-24
• 2.1 磁懸浮軸承系統(tǒng)簡介12-14
• 2.2 磁懸浮軸承系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型14-19
• 2.3 位移檢測技術(shù)研究19-21
• 2.3.1 位移檢測的作用和要求19-20
• 2.3.2 位移傳感器類型選擇20-21
• 2.4 控制器研究21-22
• 2.5 功率放大器研究22-24
• 3 位移檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)24-41
• 3.1 電渦流傳感器工作原理24
• 3.2 傳感器探頭設(shè)計(jì)24-26
• 3.2.1 探頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)24-25
• 3.2.2 探頭骨架材料選擇25-26
• 3.3 傳感器探頭線圈設(shè)計(jì)26-30
• 3.3.1 探頭線圈參數(shù)對位移檢測性能的影響26-28
• 3.3.2 探頭線圈的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)28-30
• 3.4 位移檢測電路設(shè)計(jì)30-37
• 3.4.1 位移檢測電路的工作原理31
• 3.4.2 檢測線圈諧振電路31-32
• 3.4.3 激勵(lì)信號源設(shè)計(jì)32-35
• 3.4.4 全波檢波電路35
• 3.4.5 放大電路35-37
• 3.4.6 位移檢測電路的穩(wěn)定性分析37
• 3.5 位移檢測系統(tǒng)的性能測試37-41
• 4 磁懸浮軸承控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)41-55
• 4.1 控制系統(tǒng)組成及工作原理41-42
• 4.2 功率放大器設(shè)計(jì)42-47
• 4.2.1 功率放大器原理42-44
• 4.2.2 功率放大器結(jié)構(gòu)形式44
• 4.2.3 功率放大器硬件設(shè)計(jì)44-47
• 4.3 控制器設(shè)計(jì)47-53
• 4.3.1 PID控制器算法簡述47-49
• 4.3.2 控制整定方法研究49-50
• 4.3.3 控制器硬件設(shè)計(jì)50-53
• 4.4 電源電路設(shè)計(jì)53-55
• 5 磁懸浮軸承系統(tǒng)測試55-64
• 5.1 傳感器的安裝55-56
• 5.2 徑向磁懸浮軸承接線56-57
• 5.3 磁懸浮軸承控制系統(tǒng)測試57-60
• 5.3.1 軸向磁懸浮軸承控制系統(tǒng)測試57-59
• 5.3.2 徑向磁懸浮軸承控制系統(tǒng)測試59-60
• 5.4 磁懸浮軸承剩磁研究60-64
• 5.4.1 剩磁的產(chǎn)生及影響60-61
• 5.4.2 磁懸浮軸承退磁61-62
• 5.4.3 逆變電路設(shè)計(jì)分析62-64
• 6 總結(jié)64-65
• 致謝65-66
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 附錄69

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

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4 楊璞;;基于遺傳算法的模糊控制器參數(shù)優(yōu)化的研究[J];數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用;2012年11期

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本文編號：619635