基于MATLAB的磁悬浮球实时控制设计及实验研究

对单自由度磁悬浮系统进行研究是研究磁悬浮技术的一个有效方法.根据磁力轴承基础理论建立单自由度磁悬浮球系统模型,在MATLAB/SIMULINK环境下进行控制仿真分析,设计MATLAB实时控制器,利用可视化操作界面和实时监控调试程序来整定PID参数,并采用变参数PID控制方法实现了磁悬浮球系统的实时控制,使球在4 s内达到±0.01 mm精度的稳定悬浮状态.     

磁悬浮盘片控制系统的设计与实现

磁悬浮盘片装置是磁悬浮飞轮电池的雏形,该系统对实时性和快速性有较高要求,而现有的微机控制系统很难达到.针对以上问题,设计了以DSP2812为核心的磁悬浮数字控制系统,搭建了硬件电路,并针对常规PID参数在多输入多输出系统中难整定的问题,实现了模糊自整定PID算法.最终实现了磁悬浮盘片的稳定悬浮,满足了系统快速性的要求.     

基于BP神经网络模型的磁悬浮水泵PID参数优化

为了设计动态性能更优的磁悬浮水泵磁轴承支撑系统,本文利用多功能磁悬浮试验平台,通过整定磁轴承PID控制参数实现了转轴的5自由度稳定悬浮,然后随机选取径向磁轴承B的Y方向进行辨识试验,建立了其控制系统被控对象的BP神经网络模型,并采用Simulink进行PID参数优化,最后模拟磁悬浮水泵3种不同工况进行控制仿真对比。使用优化参数的系统仿真结果显示系统响应更快,试验结果表明,0~4000 r/min慢扫频过程中,转子X、Y方向位移分别降低了32.9%和24.1%,试验结果为磁悬浮水泵的PID参数优化提供了一种方法。     

基于高功率密度磁悬浮高速电机的全参数自适应控制

高功率密度磁悬浮高速电机运行过程中会受到外来扰动，影响磁悬浮轴承稳定悬浮，且磁悬浮轴承系统模型本身也具有一定的不确定性。因此，寻求一种能够解决外来扰动和系统模型不确定性的控制算法具有实际意义。全参数自适应控制(All Coefficient Adaptive Control, ACAC)是一种智能控制方法，它的设计不依赖于事先设定的被控对象的数学模型，而是识别被控对象的特征模型，能够很好的应对外来扰动和模型不确定性问题。文中分析了传统PID控制理论与自适应控制的优缺点，研究了ACAC对于高功率密度磁悬浮高速电机受外来扰动的控制作用，实现了磁悬浮轴承的稳定悬浮。     

基于PID算法的低功耗微型磁悬浮控制系统设计

针对当前市面上微型磁悬浮装置调节不够快速灵敏，导致调节功耗大的问题，提出一种基于PID算法的低功耗微型磁悬浮控制系统。首先，详细介绍了微型磁悬浮控制系统的方案设计，包括磁悬浮系统结构、磁悬浮控制方案以及悬浮体失衡控制原理；然后，从关键电路设计和程序设计方面介绍了基于PID算法的磁悬浮控制系统实现；最后，对所设计的磁悬浮控制系统进行了测试，并与市面上购买的磁悬浮装置进行了功耗测试对比。测试结果表明，所设计控制系统实现了磁悬浮的低功耗调节。     

电磁轴承数字控制器模拟化设计方法及验证

着重介绍了数字控制器的模拟化设计方法,包括控制系统改进PID算法的离散化、整个系统的仿真和相应程序的实现.在原有模拟控制系统的基础上,设计了一种新的数字控制器,并运用设计出的数字控制器,对磁悬浮分子泵进行控制,实现了磁悬浮分子泵轴向单自由度的稳定悬浮.     

电励磁直线电动机磁悬浮系统的非线性自适应反步控制

为提高电励磁直线电动机（electrically excited linear motors,EELM）驱动的数控机床磁悬浮平台控制系统的性能，提出一种非线性自适应反步控制方法。研究EELM的结构与运行机理，该EELM的定子由铁心和励磁绕组组成，动子由动子铁心和电枢绕组组成，与数控机床进给平台固定连接驱动平台运动，励磁磁场对动子铁心的单边磁拉力实现平台的悬浮；建立EELM磁悬浮平台控制系统的数学模型与状态方程；对电励磁直线电动机磁悬浮平台运行过程中存在的不确定性扰动，设计非线性自适应反步控制器，对未知扰动进行估计，采用李雅普诺夫理论证明系统的稳定性；用MATLAB/Simulink对控制系统进行计算机仿真，验证所提方法的有效性。     

基于PID控制煤矿用磁悬浮通风机系统设计与研究

针对机械接触式通风机存在振动强、噪声大和机械磨损严重等问题,提出以磁悬浮轴承取代机械接触式轴承。根据磁悬浮风机的结构设计了满足主动磁悬浮轴承控制性能要求的PID控制系统,并对所设计的PID控制的系统用Simulink进行了仿真和实验,结果表明该PID控制系统具有良好的动态性和稳态性。     

磁悬浮支承振动半主动控制设计与仿真

利用DSP作为控制算法的核心器件,搭建了半主动减振系统,并将其应用于双层隔振系统中。通过调节PID控制器参数,改变电磁力从而获得系统的最佳刚度和阻尼。针对磁悬浮支承双层隔振系统的非线性和工作过程的复杂性,利用Simulink在非线性控制系统领域的仿真优势,建立磁悬浮支承的数学模型,将模糊控制、神经元控制分别和PID控制相结合进行仿真对比,仿真实验表明,神经元PID控制的动态性能和稳定性最佳,为磁悬浮浮筏隔振系统进行变刚度变阻尼控制提供可遵循的依据。     

考虑漏磁和磁饱和的混合悬浮系统控制性能分析

相比于纯电磁悬浮系统，混合悬浮系统由于增加了不可控的永磁体，其控制难度增加，且更容易发生吸死状况。本文针对混合悬浮系统的控制性能展开研究。首先，基于混合悬浮电磁铁结构建立其数学模型，利用有限元仿真软件对数学模型进行修正，得到更与实际情况相贴合的数学模型。其次，对系统运动方程进行线性化处理，建立了系统的传递函数，并进行稳定性分析。最后，分别建立PID和模糊PID控制器，并通过SIMULINK模块进行仿真。结果表明，两种控制器均能实现稳定悬浮，但模糊PID控制器超调量更低、防吸死性能更佳，具有更优的控制性能。