大间隙下的磁悬浮测控系统设计与研究

大间隙 (如 :15 0～ 2 0 0 m m )下的稳定悬浮控制涉及两个方面 :一方面是磁悬浮控制系统能够产生足够大的磁力克服被控对象的重力和扰动 ;另一方面是选用何种传感器能够检测大的悬浮间隙并反馈给悬浮控制系统使被控对象稳定悬浮。采用激光光强检测技术和磁悬浮控制技术相结合 ,实现了一直径为 2 m、重 34kg悬浮间隙为 180 m m的大型地球仪稳定悬浮并使地球仪以每分钟 2转的速度稳定旋转。     

模型参考自适应PID控制在磁轴承中的应用

针对单自由度主动磁悬浮轴承系统的非线性、开环不稳定性特点,将模型参考自适应PID控制算法应用到主动磁悬浮轴承系统的控制器中,通过MATLAB软件的S-Function功能块进行仿真,结果表明:系统的响应速度、动态性能、稳态性能均较好,转子能够实现稳定悬浮,在有扰动情况下有较强的抗干扰及恢复能力,鲁棒性强。     

高功率密度磁悬浮高速电机支承设计及其磁场仿真

高功率密度电机具有体积小、转速高等特点,被广泛运用于涡轮发动机、飞轮储能等领域。为追求更小的体积和更高效的功率输出,将具有高转速、高效率优点的磁悬浮轴承作为电机的支承系统,可有效地提高电机的转速和功率密度,提升其工作性能。针对高功率密度磁悬浮高速电机,设计电机的支承结构,并对其进行磁场仿真,最后对设计的可行性进行总结。     

基于μ分析的鲁棒控制器在磁悬浮轴承中的应用

针对磁悬浮轴承电磁力线性化和位移传感器温漂现象等不确定性,建立了考虑参数不确定性的磁悬浮轴承-转子系统的摄动模型,基于该模型设计了一种基于结构奇异值μ分析的鲁棒控制器并进行仿真分析,结果表明控制器降阶前后转子能稳定悬浮在平衡位置,且对正弦干扰有一定抑制作用。在转子试验台上进行了悬浮和激振试验,结果表明：与传统PID控制方法相比,μ综合控制下转子起浮调节时间缩短了95%,稳定时抵抗内部激振扰动的能力均有较大改善,且在0.5 mm, 40 Hz和0.5 mm, 60 Hz正弦干扰下,μ综合控制下转子位移幅值分别降低了36.4%和40%,说明考虑模型参数不确定性情况下设计的μ综合控制器使系统具有良好的鲁棒性和抗干扰能力。     

电磁轴承-无轴承电机系统在转子主动控制的应用研究

主动磁轴承借助电磁力来控制转子的振动,无轴承电机在实现转矩控制的同时实现电机的悬浮控制。本文在对永磁偏置三自由度电磁轴承和两自由度无轴承电机的磁悬浮机理一般性描述的基础上,分析了其产生的悬浮控制力。并以转子电磁振动为研究对象,结合电磁轴承和无轴承电机的特点,提出利用一种新型的五自由度磁悬浮异步电机作为执行机构对转子电磁振动进行主动控制,实现了转子系统稳定工作。此系统可以有两方面的应用,既可以用做转子的支承,也可以用做转子振动主动控制的增稳。     

数控机床用磁悬浮系统自抗扰控制仿真研究

为了实现磁悬浮系统悬浮气隙的精确控制,提出运用自抗扰控制技术对横梁悬浮系统进行悬浮气隙控制,自抗扰控制器可以将系统模型参数变化和外扰作用均当作对系统的扰动而自动在线估计并予以补偿.对横梁磁悬浮系统建立的原始数学模型选择状态变量,得到系统的非线性状态方程,以线圈两端电压为控制量,设计悬浮气隙位置环和电流环双环自抗扰控制器,实现横梁悬浮系统的非线性控制.仿真结果表明,自抗扰控制具有良好的动态性能和抑制外来扰动能力,可以实现横梁无摩擦稳定悬浮.     

无轴承电机的解耦控制与仿真研究

就感应型无轴承电机产生旋转与悬浮相互干扰的耦合磁场模型进行了逆系统解耦线性化,并对无轴承电机的解耦线性化系统进行了PDF(pseudo-derivative feed back)控制.PDF控制系统具有响应速度快、控制精度高、可控性好、无超调、鲁棒性较强等优点;可以避免消除启动回绕和微分突变现象,并不对被控对象的数学模型作精确的要求,一定的偏差不会给系统带来性能的影响,适用于实际的工程系统.     

混合型磁轴承励磁及控制分析

磁悬浮轴承可以单独由轴向控制使其稳定,轴向轴承用于稳定转子并且无接触地提供转矩。转子在悬浮状态可达到每秒数千转的速度,是一种较简单成功的磁悬浮电机。     

三支承磁悬浮轴承的不对中特性

应用多个磁悬浮轴承支承的转子系统,由于机械加工以及安装等方面的误差会导致各个磁悬浮轴承之间有一定的不对中量。提出了将转子偏离磁轴承中心悬浮,以减小各个支承悬浮位置的不对中量;结合单自由度磁轴承控制原理,分析了转子悬浮位置偏离中心对磁轴承悬浮性能的影响;从理论和试验两个方面对比研究了3个不对中磁悬浮轴承支承的转子悬浮在磁轴承中心和偏离中心后磁轴承的控制电流和抗扰动性能。研究结果表明一定程度的偏离磁轴承中心悬浮能够提高磁悬浮轴承系统的稳定性。     

推介产品

磁悬浮离心式鼓风机 磁悬浮离心式鼓风机是采用磁悬浮轴承的一种透平设备。主要结构是鼓风机叶轮直接安装在电机轴延伸端上．而转子被垂直悬浮于主动式磁性轴承控制器上。不需要增速器及联轴器．实现了由高速电机直接驱动。由变频器来调速的单级高速离心式鼓风机。     

内模PID控制在磁悬浮轴承中的应用

在分析磁悬浮轴承（ AMB）数学模型的基础上,针对磁悬浮轴承非线性、不稳定、易于振荡等问题,提出了基于内模控制的研究策略。对于实时在线控制系统,内模控制不依赖被控对象的准确模型,具有操作简便、易于控制等优点。 Matlab仿真结果表明,该控制策略具有快速反应速度,对于转子运动的稳定性要求显示了良好性能。     

主动磁悬浮轴承的非线性反演自适应控制

研究了主动磁悬浮轴承的调节问题。在分析磁悬浮轴承动力学特性的基础上,建立了其非匹配不确定性模型,提出了反演自适应控制的非线性设计方法,在进行参数自适应的同时实现磁悬浮轴承的鲁棒镇定。仿真结果证明了方案的有效性。     

火电单元机组无模型自适应控制方法研究

本文针对火电单元机组被控对象多变量、强耦合及模型参数随负荷显著变化的特点,设计出一种新的无模型自适应控制方法.给出了该系统的传递函数模型、结构图和无模型自适应训练方法.并以某300MW燃煤直流炉再热机组为对象进行仿真研究.仿真结果表明.采用此控制策略.协调控制系统不仅具有良好的解耦性能,而且对内外扰动和对象模型的不确定性具有优良的适应性和鲁棒性.     

电励磁直线同步电动机磁悬浮系统H∞鲁棒控制的研究

为解决电励磁直线同步电动机磁悬浮系统状态变量之间的非线性和不确定性扰动问题,提出一种磁悬浮系统H_∞鲁棒控制方法。由电励磁直线同步电动机磁悬浮系统的运行机理,建立电励磁直线同步电动机悬浮系统的悬浮力方程和运动方程,推导悬浮系统的状态空间模型,针对状态空间模型的非线性,在平衡工作点处对其进行线性化,将系统对扰动的抑制问题归结为H_∞鲁棒控制器的设计,通过解Riccati不等式的正定解,得到悬浮系统的H_∞鲁棒控制器。最后,采用MATLAB/Simulink软件进行仿真研究,通过与PI控制比较,结果证明H_∞鲁棒控制方法可使电励磁直线同步电动机具有良好的抑制扰动的能力。     

磁悬浮支承技术在机床中的应用

磁悬浮支承技术是目前世界上公认的高新技术之一。它在高档数控机床中可以作为高速机床电主轴和高速机床直线电机进给平台的支承技术。主动控制磁悬浮轴承(简称主动磁轴承A M B)是利用可控磁场力提供无接触支承、使转子稳定悬浮于空间且其动力学性能可由控制系统调节的一种新型     

织机经纱张力自适应滑模控制器的设计与仿真

针对织机送经卷取系统中的经纱张力控制问题,对被控对象的动力学模型和经纱张力的控制算法进行了研究,分析了织机开口机构的周期性运动对经纱张力的影响,采用了正弦信号模拟控制系统的外界干扰,提出并设计了一种自适应滑模控制器以用于经纱张力控制,利用其滑模控制算法应对被控对象模型中的参数不确定性和其自适应控制算法对外界干扰进行了学习,并与一个PID控制器和一个传统滑模控制器进行了对比。研究结果表明,该自适应滑模控制器可以应对被控对象模型中的参数不确定性,能够实现对外界干扰的有效学习和精确补偿,具有鲁棒性强、控制精度高等优点。     

模糊自适应PID在数控进给伺服系统的应用

数控机床的进给伺服控制是复杂的机电耦合系统,因其存在参数时变、负载扰动以及电机的非线性等缺点,很难为其建立准确的模型.模糊FIJzzy控制具有无需建立被控对象的数学模型、鲁棒性好等优点但稳态精度差,将模糊控制和PID控制相结合,设计了模糊自适应PID控制器,并将此应用于数控伺服系统的控制中,该控制器具有较完善的控制性能.仿真实验的结果表明,采用该模糊自适应PID控制器具有较高的稳定精度,较强的鲁棒性.     

主轴磁悬浮轴承的设计

以机床主轴磁悬浮轴承为研究对象，将磁悬浮轴承与液体悬浮轴承、气体悬浮轴承进行比较。并系统的设计出支撑机床主轴磁悬浮轴承的主要技术参数，对机床主轴有源型8极锥形磁悬浮轴承的设计过程进行了详细计算。     

数控机床直线同步电动机磁悬浮系统的神经网络直接自适应控制

针对数控机床可控励磁直线同步电动机磁悬浮系统的强非线性、外部扰动不确定性的问题,设计基于RBF神经网络直接自适应控制器.通过分析磁悬浮系统的运行机理,推导运动方程及悬浮力方程,进而建立系统的状态方程;用悬浮高度的跟踪误差和误差的变化量构造误差函数,设计直接自适应理想控制器并采用RBF神经网络对其进行逼近;设计自适应律来估计神经网络理想权值,对误差函数的变化率构造二次型Lyapunov函数,利用Lyapunov稳定性理论来证明系统稳定;通过Matlab对控制系统进行计算机仿真,结果表明该方法设计的控制器与自适应模糊滑模控制器和PID控制器相比,空载启动时调节时间减少了23.5％,突加负载时动态降落减少了64.7％,恢复时间减少了38.2％,具有稳态误差小,调节时间和恢复时间短,抗扰性较强的优点,能有效提高磁悬浮系统的控制性能.     

提高双框架磁悬浮CMG动态响应能力的磁轴承补偿控制方法与试验研究

针对高动态响应双框架磁悬浮控制力矩陀螺对高速转子悬浮精度的影响,分析磁悬浮高速转子与内、外框架非线性耦合特性,建立内外框架转动时的高速转子动力学模型.该模型在原有陀螺力矩的基础上兼顾转动惯性力矩,考虑到转动惯性力矩中框架角加速度变量在测量过程中存在的不确定干扰和噪声,采用鲁棒H(滤波对内外框架角加速度进行滤波估计;在此基础上,根据力矩补偿控制策略,利用磁轴承控制系统驱动线圈产生相应的电磁力,对转动惯性力矩和陀螺力矩进行补偿控制.试验结果表明,H(滤波对于噪声的不确定性具有良好的鲁棒性,磁悬浮高速转子跳动量减至补偿前的30%以内,提高了磁悬浮系统的稳定性和悬浮精度,改善了控制力矩陀螺的力矩输出特性.