基于逆系统解耦的电磁轴承飞轮转子系统二自由度控制

针对电磁轴承高速飞轮转子系统的振动抑制问题,提出了一种基于逆系统解耦和改进型二自由度控制的方法。首先采用逆系统方法对电磁轴承飞轮转子系统进行解耦,将非线性、强耦合的电磁轴承飞轮转子系统解耦为四个彼此独立的子系统,再用改进型二自由度控制器对解耦后的子系统进行整定,使控制系统的设定值跟踪及外扰抑制特性能够分别调节,并通过速度观测器获取阻尼控制信号,增强系统的抗噪声能力。从理论上分析了所提出控制算法的稳定性、设定值跟踪性能及鲁棒性,并对其性能进行了仿真和实验验证。结果表明,该文提出的控制算法能够使飞轮转子稳定悬浮并有效抑制其振动,具有稳定性好、鲁棒性强、抗噪声能力强等优点。

单自由度磁悬浮小球支承特性研究

以单自由度磁悬浮小球系统为研究对象,建立与弹簧阻尼系统刚度与阻尼的对应关系,进行PID控制实验,求解系统刚度与阻尼。研究起始位置对小球悬浮的影响、探讨比例系数kp对刚度与阻尼的影响,为支承特性的理论与实验的研究提供了依据。

控制器参数对电磁轴承系统非线性特性的影响

研究了PID控制的单自由度电磁轴承—转子系统由于力—电流/位移的非线性特性所引起的非线性振动。讨论了当控制器参数改变时,系统表现出软/硬弹簧特性;分析了主共振区的跳跃谐振现象和对控制器参数改变时系统在主共振区的特性。

5自由度主动磁悬浮轴承的积分滑模变结构控制

针对5自由度主动磁悬浮轴承系统,根据其输出解耦的状态方程,设计了一种多输入多输出积分滑模变结构控制算法。利用MATLAB/Simulink分别对常规PID控制和积分滑模变结构控制进行仿真和比较,结果表明,5自由度主动磁悬浮轴承系统的多输入多输出积分滑模变结构控制方法具有良好的动态性能和鲁棒性。

6-DOF磁悬浮轴承同步数据采集系统设计

以6自由度磁悬浮定位平台控制系统为研究对象,结合被控对象的实际特点,在平面磁悬浮平台(PAMB)数学模型的基础上,介绍了一种用于磁悬浮轴承实时控制的数据采集与处理系统。采用DSP作为主控单元,对传感器信号高速采集。由于A/D集成在DSP内部,可以对两路信号精确同步采样。对数据进行运算后,实现D/A转换输出控制电压信号。控制软件采用JTAG接口下载到DSP的内部闪存。为了方便实时改写参数,还设计了DSP与计算机通讯接口。仿真结果表明,这种控制方案有较好的动态和静态特性。

主动磁力轴承非线性刚度研究

从非线性刚度定义出发推导刚度公式,分析了公式中控制器参数、位移变化速度对刚度的影响,结合一单自由度磁悬浮系统进行仿真.结果表明,采用非线性刚度选择控制器参数可以提高悬浮精度.

控制器参数对电磁轴承系统超谐共振区特性的影响

本文对PID控制的单自由度电磁轴承 -转子系统由于力 -电流 /位移的非线性特性所引起的非线性振动进行了分析研究 ,并对控制器参数改变时 ,系统在三次超谐共振区的特性进行了分析。

轴向磁轴承参数设计与性能分析

介绍了无轴承电机轴向单自由度主动磁轴承结构和工作原理,阐述了其悬浮力产生原理,导出了轴向悬浮力方程,对轴向主动磁轴承进行了参数设计并给出了计算方法。利用Matlab软件对轴向悬浮力非线性特性进行了分析,给出了仿真图;利用有限元分析软件Ansoft建立了试验样机模型,采用三维有限元法对试验样机的结构和磁路进行了仿真分析,并进行三维有限元参数化分析得到了轴向力/电流关系曲线。理论研究和有限元分析结果表明:轴向悬浮力具有较好的线性和对称性,有利于控制器及功放电路的简化与设计;轴向磁轴承结构和参数设计合理,所设计的样机能够满足性能要求。

解决五自由度磁悬浮轴承耦合效应的试验研究

五自由度磁悬浮轴承在某型发动机上首次开展了研制。在装配调试过程中,出现了径向磁悬浮轴承和推力磁悬浮轴承的耦合问题。本文介绍了耦合效应的现象和故障排除,保证了五自由度磁悬浮轴承的稳定悬浮。