混合磁悬浮轴承转子系统的仿真分析

通过ANSYS对UG中所建立的转子的三维实体模型进行有限元分析,生成了柔性转子的模态中性文件,将其导入ADAMS中分别建立了轴向永磁、径向四自由度电磁悬浮和轴、径向三自由度永磁、其余两径向自由度电磁悬浮的五自由度混合磁悬浮轴承柔性转子系统模型,采用基于接口的方法在MATLAB和ADAMS环境下对系统进行了起浮和旋转联合仿真,并根据仿真结果对设计参数进行了优化,可为混合磁悬浮轴承转子系统的设计与研究提供参考。     

磁悬浮轴承系统的模糊控制仿真

以磁悬浮轴承系统的组成及工作原理为基础,应用模糊控制方法在MATLAB中建立了模糊控制模型,并运用SIMULINK软件建立了磁悬浮系统的仿真模型,仿真结果表明,该模糊控制器模型控制响应时间短,鲁棒性好,超调量小。     

磁悬浮无轴承电机控制系统的研究

磁悬浮无轴承电机是集驱动与自悬浮功能于一体的新型电机。与传统的磁悬浮电机相比,不需要配备占有相当轴向空间的径向磁悬浮轴承,因而其体积和重量大为减少,而临界转速大幅度提高,可突破大功率和微型化应用领域的限制。介绍了磁悬浮无轴承电机悬浮控制的基本原理,设计出了两种不同磁场定向的悬浮控制系统的数学模型。     

抗磁性磁悬浮轴承装置初探

将抗磁材料应用于磁性轴承中,通过实验装置来研究轴承的静态平衡和负载能力及其动态特性。本装置由一个1.0105克的NdFeB柱形永磁转子,NdFeB偏置磁体,抗磁材料石墨构成。进行了抗磁轴承负载的有限元计算和解析式的对照计算,结果是一致的。     

一种磁悬浮轴承功率放大器控制方法

半桥结构的磁悬浮轴承开关功率放大器需要两路相互隔离的控制电源,一路用于上桥臂开关管的驱动,一路用于下桥臂开关管的驱动,整个磁悬浮轴承系统中共有10个开关功率放大器,则需要11路相互隔离电源,这种方案电源数目众多,设计十分复杂,可靠性难以保证.本文提出了采用自举电路来实现功率放大器单一电源供电方案,并根据磁悬浮轴承系统的...     

磁悬浮轴承的模糊PID控制

针对磁悬浮轴承控制系统多变量强耦合、不易建立精确数学模型的特点,应用模糊PID控制技术。实现对5自由度磁悬浮轴承的数字控制。该控制方法简单实用,不仅可以简化磁悬浮轴承控制系统的设计,同时还能够提高系统的控制精度。为了进一步提高控制系统的快速性,采用DSP芯片TMS320VC33作为控制核心。试验结果表明,系统的控制效果良好,有一定的实用价值。     

磁悬浮轴承转子位移自检测系统研究

研究一种无传感器磁轴承转子位置自检测的方法,该方法不需要专用的位移传感器,因为线圈的电感是转子位移的函数,故其两端的电压也为转子位移的函数,在磁轴承系统的线性功放的输入端注入一高频信号作为转子位置的测试信号,将线圈端电压经过谐振电路来提取含有位置信号的高频电压信号,再将电压信号进行精密半波整流后得到脉动的直流信号,最后,通过低通滤波器得到平滑的转子位移直流信号,经由PID控制器和功放对转子位移进行闭环控制,测试结果证明:此方法是可行的。     

磁悬浮轴承位移信号采集系统设计

本文介绍了一种适用于磁悬浮轴承的位移信号采集系统,采用DSP作为主控,对磁悬浮轴承的位移信号进行采样及滤波处理,设计了上位机与下位机之间的以太网通信电路,DSP通过网络通信发送数据给上位机进行数据显示及存储,实践结果表明,该系统具有实时性高、抗干扰能力强、传输距离远等特性.     

基于有限元方法的主动磁悬浮轴承电磁性能仿真分析

磁悬浮轴承利用电磁力实现定子与转子间的无接触悬浮,集机械、电子、自动控制和电气于一身,是复杂的机电一体化产品,包括了复杂的机械结构和电气控制系统。在根据磁路解析法对主动磁悬浮轴承进行各部分参数的设计时,其磁饱和、磁滞效应以及漏磁等非线性因素均无法考虑,但在实际工程应用中磁轴承的实际性能与这些非线性因素息息相关。结合有限元方法对已设计的磁轴承结构进行电磁性能的仿真分析,研究主动磁悬浮轴承内部的电磁性能并进行结构上的设计校核,为磁悬浮轴承的正确设计提供了理论基础。     

基于ADAMS-MATLAB的磁悬浮轴承转子系统联合仿真

建立了磁悬浮轴承转子系统的单自由度和五自由度仿真模型。采用ADAMS和MATLAB2种软件以及传统PID（比例积分微分）、不完全微分PID和模糊自调整PID3种控制方法分别对系统的轴向自由度和五自由度进行了联合仿真,分析了磁悬浮转子系统在限制控制电流和不限控制电流2种情况下转子承受冲击载荷的能力以及在外力作用下的振动情况。根据仿真结果,对传统PID控制、不完全微分PID控制以及模糊自调整PID控制的控制参数进行了优化,并在此基础上对上述3种控制方法的优劣给予了评判,为系统控制策略的选择和优化提供了1种有效的方法。     

基于CPLD的飞轮磁悬浮轴承低功耗开关功率放大器研究

开关功率放大器是磁悬浮轴承的重要执行环节,一般为模拟电路设计.针对磁轴承模拟开关功率放大器功耗大的缺点,提出一种用CPLD产生PWM信号的数字开关功率放大器设计.本文介绍了用CPLD产生PWM信号和对PWM波进行逻辑控制的原理,并用Max+plus Ⅱ软件进行了编程仿真,最后给出了仿真结果和实验结果.     

基于COMSOL和iSIGHT的磁悬浮轴承优化设计

为了提高磁悬浮轴承的性能,如何更高效、更实用的对其进行分析和设计,一直是很多学者的努力方向,为此,提出了一种COMSOL与iSIGHT软件相结合的方法。该文以8极径,向主动磁悬浮轴承为例,采用基于有限元法的COMSOL Multiphysics软件对其进行了仿真,建立起相应,的模型并得出该轴承的磁场分布,在此基础上整合多学科设计优化软件iSIGH,采用了,多岛遗传算法进一步对该模型进行优化设计,并实现了这一过程的自动化,最后得出指定约束条件下磁悬浮轴承的最优参数。结果表明,COMSOL与iSIGHT软件相结合来对磁悬浮轴承进行分析设计,是一个快捷、有效的方法,也为其他系统的仿真与优化提供了依据和参考,具有一定的现实意义。     

磁悬浮轴承系统的模糊滑模变结构控制研究

研究主动磁悬浮轴承转子位置高性能控制问题.针对主动磁悬浮轴承因受模型摄动与外界干扰等呈现出的复杂非线性导致传统滑模控制抖振严重的问题,为提高系统转子位置控制精度以及鲁棒性,提出用模糊滑模变结构控制来提高磁悬浮轴承系统控制精度与鲁棒性.算法采用等效滑模控制器来准确跟踪磁悬浮轴承转子位置,用模糊控制改善与消除滑模抖振问题.通过对单自由度主动磁悬浮轴承的建模进行仿真测试,结果表明,所设计的模糊滑模控制器能够在外界干扰下有效提高控制系统精度,精确跟踪轴承转子位置,并且控制性能比传统滑模控制好,具有实际应用价值.     

基于CPLD的飞轮磁悬浮轴承低功耗开关功率放大器研究

开关功率放大器是磁悬浮轴承的重要执行环节,一般为模拟电路设计。针对磁轴承模拟开关功率放大器功耗大的缺点,提出一种用CPLD产生PWM信号的数字开关功率放大器设计。本文介绍了用CPLD产生PWM信号和对PWM波进行逻辑控制的原理,并用Max plusII软件进行了编程仿真,最后给出了仿真结果和实验结果。     

磁悬浮无轴承电机悬浮力PID控制

阐述了磁悬浮无轴承电机悬浮原理,分析了转子上所受的作用力,根据径向单边磁拉力所起作用为正反馈所导致的系统被控对象不稳定这一特点,设计了相应的PID调节器;利用MATLAB/Simulink对系统动态过程进行了仿真后,基于TMS320LF2407采用增量式PID算法设计了DSP程序,程序运行后经比较与用MATLAB编写的验证程序结果完全一致;设计出的系统在响应速度、调整时间和稳定性方面完全满足要求,达到了良好的效果,具有较强的实际意义。     

EMS型磁浮列车系统滚动稳定性研究

针对EMS型中低速磁浮列车的模块结构决定系统存在垂向、侧向和滚动三自由度、滚动自由度自身不稳定,其稳定性由控制器与防滚结构共同保证的特点,建立了磁浮列车悬浮模块垂向和滚动的两自由度模型,利用劳斯判据判定特征多项式解的分布特性,从而得出了防滚装置参数设定的基本准则,并采用虚拟样机技术验证了该结论的正确性。该方案所获取的防滚弹簧参数下限的结论,为系统调谈提供了参考,对磁悬浮列车技术的逐步成熟有实际意义。     

6-DOF磁悬浮轴承同步数据采集系统设计

以6自由度磁悬浮定位平台控制系统为研究对象,结合被控对象的实际特点,在平面磁悬浮平台(PAMB)数学模型的基础上,介绍了一种用于磁悬浮轴承实时控制的数据采集与处理系统。采用DSP作为主控单元,对传感器信号高速采集。由于A/D集成在DSP内部,可以对两路信号精确同步采样。对数据进行运算后,实现D/A转换输出控制电压信号。控制软件采用JTAG接口下载到DSP的内部闪存。为了方便实时改写参数,还设计了DSP与计算机通讯接口。仿真结果表明,这种控制方案有较好的动态和静态特性。     

基于DSP的磁悬浮轴承控制系统的研究

介绍了磁悬浮轴承控制系统的组成、工作原理和数学控制模型以及基于DSP的磁轴承数字控制器的总体结构.控制方法上采用了非线性PID控制策略.实验结果表明,将DSP用于磁悬浮轴承数字控制效果良好,对开发数字控制磁轴承系统具有参考和应用价值.     

磁悬浮轴承开关功率放大器及其电流控制策略优化研究

为优化磁悬浮轴承系统的响应速度及系统稳定性,文章通过分析磁悬浮轴承开关功率放大器性能特点,提出了一种五轴共桥臂拓扑结构,其具有器件少、损耗小等应用优势;同时在分析磁浮轴承控制系统传递函数的基础上,推导出了使系统稳定的电流环带宽、系统阻尼与系统刚度的限制条件,并设计了一种基于模型预测的电流控制策略,其能显著提高电流环的响...     

主动磁悬浮轴承的神经网络自适应稳定性控制

针对主动磁悬浮轴承本质非线性和开环不稳定的系统特征,设计了一种BP神经网络自适应PID控制器。该控制器采用改进的BP神经网络PID控制算法,通过BP神经网络的自学习和权值调整寻找最优的PID参数,克服了常规PID控制参数整定困难的缺陷,实现了系统的自适应控制。通过MATLAB/Simulink环境和S-Function模块建立了主动磁悬浮轴承控制系统模型,并进行了系统仿真实验,结果表明,BP神经网络自适应PID控制系统响应速度更快,具有更好的动态性能和稳态性能。