弱耦合徑向磁力軸承冗余控制方法的研究.pdf

1、“機(jī)電一體化”是結(jié)合傳統(tǒng)機(jī)械工程、電氣工程、計算機(jī)科學(xué)于一體的交叉學(xué)科。主動磁力軸承是一個典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)。與傳統(tǒng)機(jī)械軸承的區(qū)別主要在其能夠感知到變化、并通過恰當(dāng)?shù)男畔⑻幚硎侄蔚玫较鄳?yīng)的功能。磁力軸承的工業(yè)上的大量應(yīng)用離不開它的安全性和可靠性，而這兩點(diǎn)已經(jīng)成為了影響其在航空航天等領(lǐng)域繼續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。
　　文中針對執(zhí)行器冗余的徑向磁力軸承做了如下研究工作：
　　首先，本文介紹了主動磁力軸承故障形式和提高可靠性的措施，以

2、及針對磁力軸承冗余容錯方面的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀。列寫了主動磁力軸承的工作原理以及根據(jù)電子元器件可靠性分析了冗余前后系統(tǒng)的可靠性。
　　其次，給出了偏流線性化方法在12磁極強(qiáng)耦合和弱耦合結(jié)構(gòu)徑向磁力軸承中的應(yīng)用，并推導(dǎo)出了在磁極正常和故障下的電流分配矩陣。針對12磁極弱耦合結(jié)構(gòu)的徑向磁力軸承提出了求解電流分配矩陣的新方法力平衡的方法，并利用ANSYS進(jìn)行了磁場仿真。從磁感應(yīng)強(qiáng)度、電流分配矩陣的求解等方面對12磁極強(qiáng)耦合和弱耦合結(jié)構(gòu)的磁力

3、軸承以及偏置電流線性化和力平衡的方法進(jìn)行了結(jié)構(gòu)與方法的分析比較，得出弱耦合結(jié)構(gòu)力平衡的方法在所研究的失效形式下比強(qiáng)耦合偏流線性化的方法有優(yōu)勢。
　　接著，在MATLAB/SIMULINK建立了針對偏流線性化和力平衡原理的12磁極結(jié)構(gòu)的仿真模型，并對這兩種方法進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明兩種控制理論都可以對冗余結(jié)構(gòu)的磁力軸承進(jìn)行控制，力平衡的方法下系統(tǒng)的動態(tài)性能優(yōu)于偏流線性化的方法。
　　最后，在一個單自由度磁懸浮裝置上進(jìn)行了驗證