磁懸浮嵌入式控制系統(tǒng)基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、磁力軸承是用電磁力使電機(jī)轉(zhuǎn)子懸浮于空間之中，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子于定子之間無(wú)機(jī)械接觸的新型軸承。本論文對(duì)國(guó)內(nèi)外磁懸浮主軸系統(tǒng)的控制技術(shù)進(jìn)行了綜述，建立了磁懸浮主軸系統(tǒng)的力學(xué)和電學(xué)數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了磁懸浮全數(shù)字硬軟件控制系統(tǒng)，并對(duì)磁懸浮主軸的控制過(guò)程進(jìn)行了深入分析。根據(jù)磁懸浮系統(tǒng)的特殊要求和實(shí)際情況，將磁懸浮控制系統(tǒng)與嵌入式控制技術(shù)相結(jié)合，對(duì)系統(tǒng)硬件及軟件結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新整合和調(diào)整，以達(dá)到最好的控制效果和最佳的系統(tǒng)穩(wěn)定性，并對(duì)相關(guān)理論算法和系統(tǒng)優(yōu)

2、化進(jìn)行測(cè)試實(shí)驗(yàn)和仿真。 結(jié)合磁懸浮主軸控制系統(tǒng)的非線性特點(diǎn)，對(duì)相關(guān)位置控制算法進(jìn)行分析，特別對(duì)磁懸浮變步長(zhǎng)PID控制理論、非線性反演自適應(yīng)控制理論、單神經(jīng)元控制理論進(jìn)行數(shù)學(xué)建模和仿真研究。 從硬件和軟件兩個(gè)方面實(shí)現(xiàn)了磁懸浮全數(shù)字化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了全數(shù)字PWM恒流控制算法。通過(guò)DSP所特有的PWM數(shù)字信號(hào)發(fā)生器，完成10路獨(dú)立數(shù)字功放的信號(hào)輸出，并結(jié)合改進(jìn)型PID控制算法實(shí)現(xiàn)恒流控制效果。最后通過(guò)設(shè)計(jì)的硬件和軟件平臺(tái)對(duì)磁懸

3、浮相關(guān)控制理論進(jìn)行深入研究，將改進(jìn)控制技術(shù)與傳統(tǒng)控制手段進(jìn)行實(shí)驗(yàn)比較和分析，從而得出相應(yīng)的技術(shù)改進(jìn)方案。 在磁懸浮全數(shù)字控制硬件平臺(tái)上，采用不同的控制軟件設(shè)計(jì)方案：實(shí)現(xiàn)前后臺(tái)的軟件設(shè)計(jì)，給出程序的主要流程；引入C/C++軟件框架式編程思想，以u(píng)C/OSII嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)作為控制軟件基礎(chǔ)，完成磁懸浮軸承實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的控制模塊的建立、任務(wù)的優(yōu)先級(jí)分配以及各種功能的實(shí)時(shí)調(diào)度，雙處理通訊和故障診斷等工作。 通過(guò)建立的磁軸承硬