基于PC的磁懸浮盤片控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究.pdf

1、磁懸浮技術(shù)是一門新興的機(jī)電一體化技術(shù)，由于其具有無摩擦、無磨損、無需潤滑、壽命長、低功耗、無噪聲等優(yōu)點，在軍事、空間站、核工業(yè)、能源、化工、交通等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景和科學(xué)意義，業(yè)已引起了世界各國科學(xué)界的特別關(guān)注。 磁懸浮系統(tǒng)性能的優(yōu)劣很大程度上取決于控制器的特性，高精度、高響應(yīng)頻率和輸出小受外界干擾的特性以及磁懸浮中參數(shù)的攝動和外界不確定的干擾因素都是難以解決的棘手問題，這些在很大程度上限制了磁懸浮技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。因此開展磁

2、懸浮支持技術(shù)的研究，為磁懸浮飛輪電池和磁懸浮轉(zhuǎn)子技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)提供技術(shù)儲備和可能性，具有重要的理論價值和現(xiàn)實意義。本文以磁懸浮盤片為研究對象，分析磁懸浮系統(tǒng)構(gòu)成和一般工作原理，利用磁場向心效應(yīng)，搭建了以PC機(jī)為控制平臺的五自由度磁懸浮盤片實時控制試驗平臺并研究相關(guān)的控制問題和磁場向心效應(yīng)。 首先，本文介紹磁懸浮技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，在分析了一般磁懸浮系統(tǒng)的硬件組成后，提出了通過數(shù)據(jù)采集卡和模擬輸出卡將磁懸浮試驗平臺與PC相連來構(gòu)成磁

3、懸浮控制系統(tǒng)的方案，詳細(xì)介紹了硬件系統(tǒng)中關(guān)鍵元件，如傳感器、功率放大器等的工作原理、性能要求。 接著，分析了針對具體控制對象(盤片)控制信號的解耦，介紹一般PID控制算法原理并提出了積分分離式PID控制、抗積分飽和等改進(jìn)方案并成功應(yīng)用到磁懸浮盤片系統(tǒng)中，通過不斷的調(diào)試實現(xiàn)了盤片的穩(wěn)定懸浮。 最后，研究了兩種不同濾波算法對系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)性能的影響，探討了盤片磁場向心效應(yīng)，設(shè)計出具體實驗驗證其存在并分析其在盤片系統(tǒng)中的應(yīng)用，通過試