本文關(guān)鍵詞：基于鎖相放大技術(shù)的磁懸浮系統(tǒng)無(wú)位置傳感器控制，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：磁懸浮系統(tǒng)因具有無(wú)接觸、使用壽命長(zhǎng)、低功耗、無(wú)摩擦等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛研究。為了實(shí)現(xiàn)磁懸浮系統(tǒng)的位置可控,系統(tǒng)多采用安裝位置傳感器來(lái)反饋懸浮物的位置信息,但是位置傳感器的安裝會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)的機(jī)械尺寸變大、電路硬件復(fù)雜化以及成本增加。為了克服這些缺點(diǎn),人們開始向無(wú)位置傳感器控制方向進(jìn)行研究。為此,本文提出利用鎖相放大技術(shù)對(duì)無(wú)位置傳感器磁懸浮系統(tǒng)進(jìn)行控制。論文主要工作與成果有:首先,提出了基于鎖相放大技術(shù)的磁懸浮系統(tǒng)無(wú)位置傳感器的控制模式,分析了無(wú)位置傳感器磁懸浮系統(tǒng)的工作機(jī)理,詳細(xì)介紹了無(wú)位置傳感器磁懸浮系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作過程,并根據(jù)磁懸浮系統(tǒng)位置估計(jì)方法原理推導(dǎo)出本文所用的氣隙長(zhǎng)度測(cè)量方法。其次,完成對(duì)無(wú)位置傳感器磁懸浮系統(tǒng)工作點(diǎn)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過分析系統(tǒng)各參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)與沖突問題,選取滿足系統(tǒng)條件的各個(gè)參數(shù)的折衷值以使系統(tǒng)的性能達(dá)到最優(yōu)。進(jìn)一步,對(duì)無(wú)位置傳感器磁懸浮系統(tǒng)進(jìn)行控制研究。在建立磁懸浮系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了PID控制器和Back-stepping控制器,然后對(duì)磁懸浮系統(tǒng)進(jìn)行Matlab/Simulink仿真。仿真結(jié)果表明了利用鎖相放大技術(shù)對(duì)無(wú)位置傳感器磁懸浮系統(tǒng)進(jìn)行控制是可行的。最后,完成了無(wú)位置傳感器磁懸浮系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。設(shè)計(jì)了以XE164FN為核心的無(wú)位置傳感器磁懸浮控制系統(tǒng)的硬件電路和相應(yīng)的軟件,并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了利用鎖相放大技術(shù)對(duì)無(wú)位置傳感器磁懸浮系統(tǒng)進(jìn)行控制的可行性與有效性。
【關(guān)鍵詞】：磁懸浮系統(tǒng) 位置估計(jì) 反推控制 鎖相放大技術(shù) XE164FN
【學(xué)位授予單位】：渤海大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP273;TP212.9
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 1 緒論11-16
• 1.1 課題研究的背景及意義11
• 1.2 無(wú)位置傳感器磁懸浮技術(shù)發(fā)展概述11-14
• 1.2.1 無(wú)位置傳感器磁懸浮技術(shù)的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 磁懸浮系統(tǒng)控制方法的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 位置估計(jì)方法的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 鎖相放大技術(shù)的研究現(xiàn)狀14
• 1.4 論文的主要工作內(nèi)容14-16
• 2 無(wú)位置傳感器磁懸浮系統(tǒng)的工作機(jī)理與優(yōu)化設(shè)計(jì)16-29
• 2.1 磁懸浮系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理16-17
• 2.1.1 磁懸浮系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)16
• 2.1.2 磁懸浮系統(tǒng)的工作原理16-17
• 2.2 磁懸浮系統(tǒng)無(wú)位置傳感器控制的基本原理17-18
• 2.3 基于鎖相放大技術(shù)的磁懸浮系統(tǒng)無(wú)位置傳感器控制的工作過程18-19
• 2.4 基于鎖相放大技術(shù)的氣隙長(zhǎng)度測(cè)量方法19-21
• 2.5 鎖相放大技術(shù)的概況21-24
• 2.5.1 鎖相放大技術(shù)的原理21-22
• 2.5.2 鎖相放大器的構(gòu)成22-24
• 2.6 無(wú)位置傳感器磁懸浮系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)24-28
• 2.6.1 電磁鐵設(shè)計(jì)24-25
• 2.6.2 系統(tǒng)工作點(diǎn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)25-28
• 2.6.2.1 電流紋波的設(shè)計(jì)25-26
• 2.6.2.2 占空比的設(shè)計(jì)26-27
• 2.6.2.3 電磁力和線圈電感的設(shè)計(jì)27-28
• 2.7 本章小結(jié)28-29
• 3 無(wú)位置傳感器磁懸浮系統(tǒng)的控制研究29-47
• 3.1 磁懸浮系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型29-32
• 3.2 PID控制方法的設(shè)計(jì)32-34
• 3.3 PID控制器的實(shí)現(xiàn)34-38
• 3.3.1 有位置傳感器磁懸浮系統(tǒng)的PID仿真結(jié)果34-36
• 3.3.2 無(wú)位置傳感器磁懸浮系統(tǒng)的PID仿真結(jié)果36-38
• 3.4 Back-stepping控制方法的設(shè)計(jì)38-42
• 3.5 Back-stepping控制方法的實(shí)現(xiàn)42-46
• 3.5.1 有位置傳感器磁懸浮系統(tǒng)的Back-stepping仿真結(jié)果42-44
• 3.5.2 無(wú)位置傳感器磁懸浮系統(tǒng)的Back-stepping仿真結(jié)果44-46
• 3.6 本章小結(jié)46-47
• 4 無(wú)位置傳感器磁懸浮系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)47-60
• 4.1 無(wú)位置傳感器磁懸浮系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)47-56
• 4.1.1 XE164FN最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)48-49
• 4.1.2 主電路及其驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)49-50
• 4.1.3 過流保護(hù)電路設(shè)計(jì)50-51
• 4.1.4 信號(hào)處理電路設(shè)計(jì)51-54
• 4.1.5 鎖相放大電路設(shè)計(jì)54-56
• 4.2 無(wú)位置傳感器磁懸浮系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)56-58
• 4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果58-59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 總結(jié)與展望60-62
• 參考文獻(xiàn)62-67
• 附錄67-71
• 發(fā)表論文情況71-72
• 致謝72-73

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