磁懸浮軸承電控系統(tǒng)的優(yōu)化設計.pdf

1、主動磁懸浮軸承是利用電磁力將轉子穩(wěn)定懸浮于空間的一種新型高性能軸承。由于轉子與定子間沒有機械接觸，轉子可以達到很高的運轉速度，幾乎不存在機械磨損，還具有壽命長、無需潤滑、能耗低、噪音小等特點。主動磁軸承的功耗和噪聲極低，能適用于多種復雜的應用環(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)和機械系統(tǒng)(轉子和磁軸承定子)，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)為研究對象，對電控系統(tǒng)的三個部分以及控制算法進行深入的研究和優(yōu)化設計。
　　本文首先介紹磁軸承機械部分的結構和參數，推導出磁軸承的數學模型；接下來對電渦流傳感器原理和數學模型進行研究，并對電渦流傳感器進行了靜態(tài)和動態(tài)特性測試，并根據電渦流傳感器的指標和系統(tǒng)的要求設計檢測電路；采用TI公司的TMS320F2812芯片設計了數字控制器，通過該控制器對磁軸承的五個自由度進行控制，并將表征磁軸承運行狀態(tài)的數據通過通訊接口

3、傳到計算機進行處理，本系統(tǒng)采用了2片DSP芯片，一片負責控制算法的實現，另外一片負責鍵盤輸入和LCD顯示的控制；通過頻域與時域相結合的方法設計的PID控制器，在Simulink中通過多次的仿真研究，得到各個參數變化后的位置響應曲線，證明了采用PID控制器的磁懸浮軸承系統(tǒng)具有響應速度快，穩(wěn)定性好，抗干擾能力強等特點，為系統(tǒng)調試提供了一個理論基礎；對磁軸承電流響應速度和力響應速度進行了分析，討論了磁軸承功放的紋波和效率，設計制作了線性功放并