交流混合磁軸承電主軸系統(tǒng)建模與控制.pdf

1、磁軸承是利用電磁力將轉(zhuǎn)子懸浮于空間的一種新型軸承,由于其具有無機械接觸、無磨損、無需潤滑、壽命長、能耗低、噪聲小等一系列傳統(tǒng)軸承無法比擬的優(yōu)點而倍受矚目。目前,在磁軸承研究領(lǐng)域主要以主動的直流控制式磁軸承為研究對象,而直流功放相對于逆變器成本較高。本課題在國家自然科學基金(50575099)的支持下,研究一種新型結(jié)構(gòu)的采用逆變器供電的交流混合磁軸承。本論文在已設計交流混合磁軸承結(jié)構(gòu)基礎上,研究由交流混合磁軸承支承的電主軸系統(tǒng)建模與控制,

2、具體研究內(nèi)容如下:
　　 首先,介紹了由交流混合磁軸承支承的電主軸的構(gòu)成,對各個組成部分及其相互之間的關(guān)系做了詳細的分析；采用等效磁路法對交流混合磁軸承的磁路進行了分析,推導出懸浮力計算公式；建立了五自由度交直流混合磁軸承電主軸的狀態(tài)方程。
　　 其次,采用最優(yōu)控制理論中線性二次型指標設計了五自由度交流混合磁軸承集中和分散參數(shù)狀態(tài)反饋控制器,通過用MATLAB語言仿真分析,表明實際工作中可以用分散控制策略取代集中控制策略

3、,用分散的PID控制能滿足交流磁軸承性能的要求,為研制多自由度磁軸承控制器提供了有力的理論依據(jù)。
　　 最后,采用TI公司的TMS320F2812 DSP芯片作為交流二自由度混合磁軸承數(shù)字控制器的CPU,設計了數(shù)字控制器的硬件電路,用C語言和匯編語言混合編寫了磁軸承數(shù)字控制器的軟件。對所設計的交流混合磁軸承數(shù)字控制系統(tǒng)進行調(diào)試和優(yōu)化,介紹了控制器控制參數(shù)的整定方法和調(diào)試步驟,最后給出了交流磁懸浮軸承轉(zhuǎn)子的起浮曲線,靜態(tài)懸浮曲線和