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1、磁軸承(Magnetic Bearing)是一種新型高性能軸承,它通過(guò)磁力將轉(zhuǎn)子懸浮起來(lái),運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)定子與轉(zhuǎn)子之間無(wú)接觸、無(wú)摩擦,相對(duì)于傳統(tǒng)的軸承而言,具有無(wú)需潤(rùn)滑、無(wú)損耗、維護(hù)成本低、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。由于消除了摩擦,磁軸承的旋轉(zhuǎn)速度會(huì)得到很大的提高,其應(yīng)用場(chǎng)合也更加廣泛。
穩(wěn)定懸浮是磁軸承成功運(yùn)行的關(guān)鍵,控制算法的優(yōu)劣直接決定了磁軸承的懸浮性能,本文以單自由度徑向磁軸承為對(duì)象,對(duì)其懸浮控制算法進(jìn)行研究,主要研究?jī)?nèi)容如下:
2、 研究PID控制方法。以單自由度徑向磁軸承為對(duì)象,建立了其簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)模型,通過(guò)泰勒展開(kāi)的方法,將模型在平衡點(diǎn)附近線性化,推導(dǎo)和分析了線性化模型的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)。設(shè)計(jì)了 PID控制算法,并采用極點(diǎn)配置的方法計(jì)算了控制參數(shù),給出了仿真結(jié)果;討論了磁軸承負(fù)載變化引起的懸浮質(zhì)量變化對(duì)系統(tǒng)模型參數(shù)的影響,并通過(guò)仿真說(shuō)明了變質(zhì)量對(duì)PID控制的影響。
研究自校正控制方法。磁軸承系統(tǒng)本質(zhì)上具有很強(qiáng)的非線性特性,而泰勒展開(kāi)線性化方法只能在平衡點(diǎn)附近
3、保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性,在遠(yuǎn)離平衡點(diǎn)時(shí),系統(tǒng)的性能會(huì)變差甚至不穩(wěn)定。且磁軸承工作時(shí)轉(zhuǎn)子質(zhì)量是變化的,此時(shí)常規(guī) PID控制無(wú)法使系統(tǒng)保持良好性能。針對(duì)這一問(wèn)題,文章采用了精確線性化方法來(lái)彌補(bǔ)泰勒展開(kāi)的不足;在精確線性化的基礎(chǔ)上,針對(duì)懸浮質(zhì)量變化,設(shè)計(jì)了自校正控制方法,確保了負(fù)載變化時(shí)系統(tǒng)仍保持良好性能。
研究懸浮間隙微分算法。設(shè)計(jì)高效的微分算法,對(duì)提高系統(tǒng)性能具有重要意義。文章根據(jù)間隙與噪聲的頻率特性,分析了微分算法應(yīng)滿足的基本性能指
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