磁力軸承的設(shè)計(jì)與控制

2.15萬字 42頁(yè) 原創(chuàng)作品，獨(dú)家提交，已通過查重系統(tǒng)

摘要 磁力軸承是一種利用受控磁場(chǎng)力使工作中的電機(jī)轉(zhuǎn)子穩(wěn)定懸浮的高性能新型軸承。這種特殊的工作方式使其具有無機(jī)械摩擦、無需潤(rùn)滑、低噪音、低功耗、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景和重要的研究意義。
本文首先討論三種磁力軸承（主動(dòng)磁力軸承，被動(dòng)磁力軸承和混合磁力軸承）的工作原理，對(duì)比分析了他們之間的差異。然后著重介紹了單自由主動(dòng)磁力軸承，給出了結(jié)構(gòu)圖，并對(duì)它的軸承模型進(jìn)行線性化，建立了傳遞函數(shù)模型。然而磁力軸承是典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)，能否實(shí)現(xiàn)工作轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定關(guān)鍵在于所采用的方案的控制性能。接著本文建立了差動(dòng)勵(lì)磁方式控制的磁力軸承控制系統(tǒng)模型，并在此模型的基礎(chǔ)上建立了傳統(tǒng)PID控制的模型，分析了PID控制參數(shù)KP、KI、KD分別對(duì)系統(tǒng)控制性能的影響，據(jù)此找到一組合適的參數(shù)來對(duì)磁力軸承控制系統(tǒng)進(jìn)行模擬仿真。針對(duì)在整個(gè)控制過程中保持控制參數(shù)不變的缺點(diǎn)我們又提出了參數(shù)可調(diào)節(jié)的PID控制，并給出了各個(gè)參數(shù)對(duì)被控量偏差以及偏差的變化率的一組函數(shù)，在此函數(shù)基礎(chǔ)上對(duì)磁力軸承系統(tǒng)進(jìn)行仿真，結(jié)果表明調(diào)節(jié)性能得到了明顯的改善。


關(guān)鍵詞：磁力軸承 單自由度 主動(dòng)磁力軸承 PID控制