智能化磁懸浮軸承系統(tǒng)中靜態(tài)參數(shù)識(shí)別與控制技術(shù)研究.pdf

1、磁懸浮軸承是利用磁力作用將轉(zhuǎn)子懸浮于空間，使轉(zhuǎn)子與定子之間沒(méi)有機(jī)械接觸的一種新型高性能軸承，具有壽命長(zhǎng)、能耗低、噪聲小、無(wú)需潤(rùn)滑等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天、能源、交通、機(jī)器人等高科技領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。 磁懸浮軸承的研究涉及多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)，增加了其設(shè)計(jì)工作的難度，使得磁懸浮軸承的推廣和應(yīng)用受到一定的限制。針對(duì)這一問(wèn)題，在國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目“磁軸承智能化的機(jī)理及其關(guān)鍵技術(shù)研究”中提出了一種可以降低設(shè)計(jì)者要求的“在線設(shè)計(jì)”

2、方法。本文就是根據(jù)這個(gè)思想對(duì)其實(shí)現(xiàn)的可能性及其具體過(guò)程進(jìn)行了分析研究，其主要內(nèi)容是：基于磁懸浮系統(tǒng)的模型特征，建立了系統(tǒng)相關(guān)靜態(tài)參數(shù)的識(shí)別與分析方法；同時(shí)，在對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特點(diǎn)分析的基礎(chǔ)上，提出了系統(tǒng)部分動(dòng)態(tài)參數(shù)“在線識(shí)別”的初步構(gòu)想。 本文首先在分析磁懸浮軸承工作原理的基礎(chǔ)上，描述了單自由度磁懸浮系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，并對(duì)原平衡板模型的分析中的不足做出了相應(yīng)的改進(jìn)與完善，使模型更加接近于實(shí)際系統(tǒng)，為控制器的設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ)。并根據(jù)模型的分

3、析，建立了單自由度磁懸浮(平衡板)實(shí)驗(yàn)臺(tái)。 在控制器方面，本文應(yīng)用以美國(guó)TI(Texas Instruments)公司的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)芯片(型號(hào)：TMS320LF2407A)為核心的開(kāi)發(fā)仿真系統(tǒng)、電渦流位移傳感器、自制的A/D和D/A調(diào)理電路和功率放大電路，構(gòu)成單自由度磁懸浮(平衡板)系統(tǒng)的數(shù)字控制器硬件系統(tǒng)。 在系統(tǒng)控制軟件設(shè)計(jì)方面，采用基于不完全微分PID的控制策略，針對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)試湊法PID控制參數(shù)尋找困難