基于DSP2812的磁懸浮軸承控制器研究.pdf

1、磁懸浮軸承利用電磁力將被支承件穩(wěn)定懸浮在空間，由于其無機械接觸、無磨損、無需潤滑、壽命長、能耗低、噪聲小等傳統(tǒng)軸承無法比擬的優(yōu)點而倍受矚目。而磁懸浮軸承控制系統(tǒng)是磁懸浮軸承的關鍵部分，其性能的好壞直接影響到磁懸浮軸承的動態(tài)性能和軸承轉子的控制精度。本文以五自由度磁懸浮磨削電主軸為研究對象，建立了控制系統(tǒng)的硬件研究平臺，并對神經(jīng)網(wǎng)絡智能控制進行了研究。主要研究內(nèi)容如下： 介紹了五自由度磁懸浮軸承的構成，對各個組成部分及其相互之間的

2、關系做了詳細的分析，根據(jù)電磁學的基本原理，從單自由度的磁力軸承簡化模型推導出其電磁承載力公式，并在此基礎上進一步分析了五自由度的磁懸浮軸承控制模型。 根據(jù)磁懸浮軸承控制系統(tǒng)的具體要求，采用集散式控制方案，以多片高性能DSP2812為核心控制器，配以分組快速DA模塊、可編程邏輯器件(CPLD)等外設，構建了結構簡單、成本低廉、穩(wěn)定、可靠的硬件控制平臺。 開展了磁懸浮軸承控制系統(tǒng)的控制算法研究。在深入分析了神經(jīng)網(wǎng)絡原理和學習

3、算法的基礎上，以單自由度磁懸浮軸承模型為基礎，利用神經(jīng)網(wǎng)絡高度的非線性映射能力，設計了BP神經(jīng)網(wǎng)絡補償控制器，該控制器輸出為P、I、D信號的非線性組合，同時結合傳統(tǒng)PID控制器，以減小磁軸承非線性特性對控制效果的影響，實驗結果表明該控制器取得比傳統(tǒng)PID控制器更好的控制效果，實現(xiàn)系統(tǒng)的較好控制。 設計了由上位機監(jiān)控軟件和DSP控制軟件組成的磁懸浮軸承數(shù)字控制系統(tǒng)軟件。DSP控制軟件通過C語言和匯編語言混合編程實現(xiàn)，由系統(tǒng)初始化模