主動磁軸承數字功率驅動電路的設計與研究.pdf

1、磁懸浮軸承是通過能夠主動控制的電磁力作用于轉子使其懸浮在空中,實現對轉子無機械接觸的支承,是一種高性能軸承。它具有傳統(tǒng)機械軸承所不具備的優(yōu)點,經久耐用、無污染、適應多種環(huán)境、能實現超高速、實時監(jiān)測和控制。磁懸浮軸承已經在空間技術和其他高技術領域得到廣泛應用,磁懸浮軸承性能的提高對于空間工業(yè)、機床工業(yè)、重工業(yè)等行業(yè)的技術革新具有重大意義。
　　 本文主要研究設計了一種新型的主動磁軸承數字功率驅動電路,采用數字控制器與專用集成芯片結

2、合的控制系統(tǒng),促進了系統(tǒng)的小型化和集成化,針對功率驅動電路設計了保護電路,提高了系統(tǒng)的可靠性。在系統(tǒng)的軟件設計中,采用模糊自整定PID的控制方法,提高了系統(tǒng)的自適應性。
　　 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)的數學模型,利用勞斯判據判定了本系統(tǒng)滿足穩(wěn)定系統(tǒng)的必要條件。
　　 2.采用TMS320F2812DSP作為系統(tǒng)的數字控制器,設計了系統(tǒng)的軟件,在軟件上設計了一種模糊自整定

3、PID的控制算法,并在硬件和軟件中采取了抗干擾措施。
　　 3.設計了PWM產生電路及功率主電路,針對實際應用中存在的問題進行了電路的優(yōu)化,包括功率主電路的參數設計、保護電路設計、電磁兼容設計。
　　 4.運用仿真軟件Matlab對控制系統(tǒng)進行了仿真,獲得了較好的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能;對功率主電路進行Pspice仿真,總結了幾個減小負載線圈電流紋波的措施。在系統(tǒng)的轉子懸浮實驗中,給出了轉子的位移波形,并對實驗結果進行了分析,驗