磁懸浮軸承電控系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、主動(dòng)磁懸浮軸承是利用電磁力將轉(zhuǎn)子穩(wěn)定懸浮于空間的一種新型高性能軸承。由于轉(zhuǎn)子與定子間沒有機(jī)械接觸，轉(zhuǎn)子可以達(dá)到很高的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，幾乎不存在機(jī)械磨損，還具有壽命長、無需潤滑、能耗低、噪音小等特點(diǎn)。主動(dòng)磁軸承的功耗和噪聲極低，能適用于多種復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境，特別適合在高速、真空、超潔凈等環(huán)境中使用。
　　磁軸承系統(tǒng)是典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)，包括電控系統(tǒng)(傳感器、控制器和功率放大器)和機(jī)械系統(tǒng)(轉(zhuǎn)子和磁軸承定子)，其性能好壞主要取決于電控系統(tǒng)性

2、能。本文以電控系統(tǒng)為研究對(duì)象，對(duì)電控系統(tǒng)的三個(gè)部分以及控制算法進(jìn)行深入的研究和優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　本文首先介紹磁軸承機(jī)械部分的結(jié)構(gòu)和參數(shù)，推導(dǎo)出磁軸承的數(shù)學(xué)模型；接下來對(duì)電渦流傳感器原理和數(shù)學(xué)模型進(jìn)行研究，并對(duì)電渦流傳感器進(jìn)行了靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性測試，并根據(jù)電渦流傳感器的指標(biāo)和系統(tǒng)的要求設(shè)計(jì)檢測電路；采用TI公司的TMS320F2812芯片設(shè)計(jì)了數(shù)字控制器，通過該控制器對(duì)磁軸承的五個(gè)自由度進(jìn)行控制，并將表征磁軸承運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)通過通訊接口

3、傳到計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，本系統(tǒng)采用了2片DSP芯片，一片負(fù)責(zé)控制算法的實(shí)現(xiàn)，另外一片負(fù)責(zé)鍵盤輸入和LCD顯示的控制；通過頻域與時(shí)域相結(jié)合的方法設(shè)計(jì)的PID控制器，在Simulink中通過多次的仿真研究，得到各個(gè)參數(shù)變化后的位置響應(yīng)曲線，證明了采用PID控制器的磁懸浮軸承系統(tǒng)具有響應(yīng)速度快，穩(wěn)定性好，抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，為系統(tǒng)調(diào)試提供了一個(gè)理論基礎(chǔ)；對(duì)磁軸承電流響應(yīng)速度和力響應(yīng)速度進(jìn)行了分析，討論了磁軸承功放的紋波和效率，設(shè)計(jì)制作了線性功放并