主動(dòng)磁軸承數(shù)字功率驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、磁懸浮軸承是通過(guò)能夠主動(dòng)控制的電磁力作用于轉(zhuǎn)子使其懸浮在空中,實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)子無(wú)機(jī)械接觸的支承,是一種高性能軸承。它具有傳統(tǒng)機(jī)械軸承所不具備的優(yōu)點(diǎn),經(jīng)久耐用、無(wú)污染、適應(yīng)多種環(huán)境、能實(shí)現(xiàn)超高速、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制。磁懸浮軸承已經(jīng)在空間技術(shù)和其他高技術(shù)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,磁懸浮軸承性能的提高對(duì)于空間工業(yè)、機(jī)床工業(yè)、重工業(yè)等行業(yè)的技術(shù)革新具有重大意義。
　　 本文主要研究設(shè)計(jì)了一種新型的主動(dòng)磁軸承數(shù)字功率驅(qū)動(dòng)電路,采用數(shù)字控制器與專(zhuān)用集成芯片結(jié)

2、合的控制系統(tǒng),促進(jìn)了系統(tǒng)的小型化和集成化,針對(duì)功率驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)了保護(hù)電路,提高了系統(tǒng)的可靠性。在系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)中,采用模糊自整定PID的控制方法,提高了系統(tǒng)的自適應(yīng)性。
　　 本文主要的研究工作如下:
　　 1.分析并建立單自由度磁軸承控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,利用勞斯判據(jù)判定了本系統(tǒng)滿(mǎn)足穩(wěn)定系統(tǒng)的必要條件。
　　 2.采用TMS320F2812DSP作為系統(tǒng)的數(shù)字控制器,設(shè)計(jì)了系統(tǒng)的軟件,在軟件上設(shè)計(jì)了一種模糊自整定

3、PID的控制算法,并在硬件和軟件中采取了抗干擾措施。
　　 3.設(shè)計(jì)了PWM產(chǎn)生電路及功率主電路,針對(duì)實(shí)際應(yīng)用中存在的問(wèn)題進(jìn)行了電路的優(yōu)化,包括功率主電路的參數(shù)設(shè)計(jì)、保護(hù)電路設(shè)計(jì)、電磁兼容設(shè)計(jì)。
　　 4.運(yùn)用仿真軟件Matlab對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真,獲得了較好的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能;對(duì)功率主電路進(jìn)行Pspice仿真,總結(jié)了幾個(gè)減小負(fù)載線圈電流紋波的措施。在系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子懸浮實(shí)驗(yàn)中,給出了轉(zhuǎn)子的位移波形,并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析,驗(yàn)