混合磁悬浮平台的零功率特性分析

针对电磁悬浮功耗高以及永磁悬浮难控制的问题,提出一种基于零功率控制的混合磁悬浮系统。首先介绍了混合磁悬浮平台的结构与原理,其次建立混合电磁铁的动力学方程,最后采用电流积分反馈方式设计基于PD的零功率控制器并进行仿真分析。仿真结果表明:在中心加载,达到零功率悬浮状态时各磁极气隙相等;但施加偏载后,各磁极气隙出现差异,平台出现倾斜,在零功率控制器作用下系统稳态电流均能趋于零。

无轴承异步电机研究与实现

对无轴承异步电机中悬浮力产生原理 ,以及如何实现电枢转矩和悬浮力解耦控制的工作原理做了简要介绍 ,并提出了以功能强大的高速数字信号处理器 (TMS3 2 0F2 40 )为控制核心的数模混合控制电路。对原理样机的悬浮实验分析表明 ,提出的悬浮系统能够在稳速和变速过程中满足悬浮要求 ,并且转轴的径向位移不超过 5 0 μm。

磁悬浮隔振系统设计与实现

本文介绍了磁悬浮控制技术的发展与应用情况。在建立系统动力学模型的基础上分析了隔振系统的基本特性，提出了应用加速度反馈来压低系统频带的方法。实验结果显示了该方案的有效性。

二维高精度磁悬浮定位平台的研究

为了解决传统精密机械支承平台由于传动副的间隙、摩擦以及传动杆件弹性变形等引起的运动与定位误差问题,研制了具有"近零摩擦"运动副的高精度磁悬浮二维定位平台样机.该定位平台采用两层结构,最大行程500 mm,每层平台均采用结构相同的6对电磁铁,并以四角磁悬浮支承和侧向平动控制的方式置于导轨之上来实现平台的磁悬浮运动.通过设计磁悬浮平台的受力结构,获得了对平台垂直、水平方向的解耦控制方案.根据电磁轴承系统的数学模型分析,设计并开发了二维电磁悬浮平台和控制系统,使用dSPACE数字控制平台和模拟控制手段,实现了电磁悬浮平台在比例、积分和微分(PID)控制下的5自由度静态稳定悬浮.试验结果表明,悬浮精度达到了10μm,因而有希望成为新一代半导体制造中的高精度定位平台.

磁悬浮球实验系统的模糊控制仿真

该文介绍磁悬浮球实验系统的结构与工作原理 ,根据模糊控制技术 ,设计了一个二维模糊控制器。在实验的基础上 ,确定了输入输出变量的范围 ,并对变量进行了模糊化。根据小球的物理运动规律 ,建立了模糊控制规则。在Matlab/Simulink环境下进行了仿真 ,并进行了实际控制实验。实验表明 ,所设计的模糊控制器具有很强的鲁棒性。

磁悬浮系统建模与分析

采用微元分析法,对下推式磁悬浮系统进行建模,分析浮子磁体悬浮高度,得到电流-位置的解析式模型,判断系统稳定性;对等效磁荷理论得出浮子磁力在三维坐标中各个方向上所受的轴向电磁力的关系进行分析,分别计算出平衡位置和偏心位置时的各轴力;设计PID控制器对系统进行控制。仿真结果表明:该控制系统具有较好的控制效果。

磁悬浮球形电机控制系统的研究

磁悬浮球形主动关节转子的转动和悬浮取决于关节通电后产生的电磁悬浮力和电磁转矩。提出了差动控制的控制策略设想,在磁悬浮电机的上定子和下定子中均只采用一套绕组,通过调节上、下定子两绕组电流的大小和相位可以控制电机的转矩和磁悬浮力,以实现电机的稳定旋转和悬浮运行;运用MATLAB/Simulink软件进行了控制系统的仿真,并对部分仿真结果进行了分析。

爆磁压缩发生器延时控制系统分析及实现

针对爆磁压缩发生器高精度延时起爆控制的要求,建立了基于电路控制延时方案的最佳起爆时序模型,分析了其时序误差散布。设计了一种爆轰驱动飞片型高功率放电开关,通过数值仿真分析了开关的耐压能力及飞片变形。实验测试了6发开关的闭合放电性能,数据表明:开关两极间电压5k V时未出现击穿现象,闭合响应时间分布在66±5μs以内、标准差2.7μs,开关导通时间≥900μs,放电效率接近90%。采用小型爆磁压缩发生器与延时控制系统进行了联调实验,结果表明:爆磁压缩发生器运行时刻与电流峰值时刻相差1.8μs,延时误差7.8%,延时控制系统满足高精度起爆控制的要求。

基于模糊神经网络的磁悬浮球位置控制研究

为了实现磁悬浮球系统高精度位置控制,提出一种基于模糊神经网络补偿PID控制的磁悬浮球系统位置控制新方法,该控制系统由模糊神经网络辨识器、PID控制器和模糊神经网络控制器组成。模糊神经网络辨识器基于PID控制器所提供的训练数据,建立控制系统误差与控制量之间的动态模型并将网络辨识参数实时传递至模糊神经网络控制器,模糊神经网络控制器基于实时辨识模型计算得到当前周期的补偿控制量,实现对PID控制的在线动态补偿,避免了离线训练过程,且无需建立精确的数学模型。方波信号仿真和实验结果表明:模糊神经网络补偿控制精度分别由PID控制的0.014 2 mm和0.221 1 mm提升至0.006 8 mm和0.073 9 mm,控制系统具有良好动态性能。

磁悬浮球系统的线性自抗扰控制与参数整定

研究了磁悬浮球系统的线性自抗扰控制(linear active disturbance rejection control,LADRC)及其参数整定问题.磁悬浮系统固有的非线性、开环不稳定性、系统参数摄动和外界干扰不确定性使得传统的控制方法难以取得良好的控制效果,对象模型的不确定性又限制了最优控制等现代控制理论的有效应用.为此,文章采用LADRC实现磁悬浮球系统的控制,并利用传递函数的方法,探讨了系统动态特性与控制参数之间的关系.最后,通过仿真与实验对比LADRC与时间加权绝对误差值积分(integral time absolute error,ITAE)最优PID控制器的控制效果,结果表明LADRC在响应快速性抑制外部扰动、抑制输出噪声、对模型不确定性的鲁棒性和相位滞后等方面均优于PID控制器.