主动磁轴承控制器的应用研究

建立了磁轴系统线性化数学模型，采用根轨迹法对闭环系统稳定性进行了分析，得出采用PD或PID控制器，参数在一定范围内磁轴承系统能稳定工作。确保控制器参数调节方便以及参数整定在性能优的范围内，介绍了参数优化仿真方法及给出了仿真结果，最后介绍了磁轴承数字控制器的结构及参数实时调节方法。实验表明：PID控制器能使磁轴承稳定可靠工作。     

主动磁轴承转子质量不平衡补偿研究

在旋转机械中,由于转子质量的不平衡会导致转子沿旋转方向的振动,严重影响系统的动态特性及安全运行,特别是对具有较高速度的磁轴承支撑的悬浮转子来说,对质量不平衡进行补偿研究,具有重要的现实意义和实用价值.介绍了磁轴承支撑的悬浮转子振动控制原理,推导出存在质量不平衡的转子运动方程.基于位移最小的补偿准则对之进行振动补偿控制,设计了前馈补偿控制系统,利用Matlab/Simulink对该系统进行了仿真试验研究.仿真结果表明:基于前馈补偿控制器的振动控制策略能够很好地抑制悬浮转子振动,提高了转子旋转精度.     

单自由度磁轴承数字控制器的研究

本文介绍了磁轴承系统的组成，控制器的硬件配置及软件设计。实验结果表明，数字控制器参数调整方便，精度高，可靠性高，易于实现各种可能的控制策略。     

主动磁轴承系统的自适应滑模控制

本文针对磁轴承系统的结构参数具有时变性,为典型的复杂非线性系统的特点,将自适应控制和滑模控制相结合,设计了一种能实时跟踪系统结构参数变化的自适应滑模控制器,并应用到单自由度磁悬浮轴承控制系统,使得系统的性能达到最优或近似最优。以单自由度磁轴承控制系统为研究对象,建立了基于自适应滑模控制的仿真模型,构建了以PC为上位机,TMS320F2812型DSP为下位机的实验平台。仿真与实验结果表明,自适应滑模控制器不但能削弱常规滑模控制中的固有抖振,而且具有更好的鲁棒性和快速性,满足磁轴承系统实时控制的要求。     

交流主动磁轴承参数设计与优化

交流主动磁轴承采用三相逆变器驱动,能够降低功放损耗,减小体积,降低磁轴承整体成本,且逆变器易于与DSP连接,实现磁轴承高速高精数字控制。在介绍交流磁轴承的结构和工作原理基础上,导出了磁轴承径向悬浮力的数学模型。依据试验样机需要满足的性能要求,对磁轴承主要参数进行了设计和优化,并利用Ansoft有限元软件对径向悬浮力进行了分析,最后对交流磁轴承进行了静态起浮和扰动实验。理论研究和试验表明,交流主动磁轴承的磁路结构设计合理,静态悬浮力和最大悬浮力满足性能要求,对研制高性能低成本交流磁轴承具有参考和应用价值。     

一种应用于主动磁轴承控制的三态功放设计

为满足主动磁轴承控制的需要,利用TL494I,R2110等集成芯片和自主设计的移相角度可自由调节的移相模块,并采用移相的方法成功设计了具有较大功率的三态开关型功率放大器。理论分析和实验表明,这种三态开关型功率放大器相对于普通的两态开关型功率放大器具有电流纹波小、功率器件损耗小、电磁干扰小等一系列优点,并具有良好的动态响应能力和较宽的带宽。     

主动磁轴承自检测技术的基本理论与发展趋势

在分析主动磁轴承线性化数学模型的基础上,对当前主要的主动磁轴承自检测方法,包括状态估计法、PWM载波频率分离法、高频信号注入法、差动变压器法等进行了较为详细的论述,最后对主动磁轴承自检测技术面临的问题及发展趋势进行了分析和总结,为进一步的研究提供了参考.     

混合磁轴承转子偏心时悬浮力计算与有限元分析

基于混合磁轴承悬浮力产生机理,为了更好的计算悬浮力,该文首先对气隙磁密进行分析,再由气隙磁密可得到气隙磁场的能量,最后根据力与能量关系推导出了磁轴承转子有垂直位移时的悬浮力计算公式。该计算公式的推导过程较简便,比以往的更加方便、高效且准确性较高。为了验证理论计算公式的正确性,运用Ansoft软件对设计的混合磁轴承样机进行两次模拟偏心试验,得出的试验数据与理论计算值很接近,试验结果验证了理论的正确性。     

改进型SVM在轴向磁轴承转子位移自检测中的应用

磁轴承采用位移自检测技术能够减少磁轴承体积、降低成本和提高可靠性。提出了一种基于混合核函数最小二乘支持向量机(LS-SVM)预测模型的磁轴承自检测技术。介绍了轴向主动磁轴承的工作原理并推导了其悬浮力的数学模型;在混合核函数LS-SVM回归原理的基础上,建立了控制线圈电流与转子位移之间的非线性预测模型,并优化了LS-SVM参数,实现了无位移传感器控制。构建了轴向主动磁轴承系统自检测仿真模型,针对所提自检测方法进行了仿真研究,仿真结果表明该模型能够准确预测转子轴向位移。进一步的试验结果表明,该方法具有良好的轴向位移自检测性能,实现了轴向主动磁轴承无位移传感器下稳定悬浮运行。     

交流主动磁轴承电主轴线性二次型最优控制

针对交流主动磁轴承电主轴,提出采用线性二次型最优控制理论设计磁轴承控制器。阐述了一种交流主动磁轴承支承的电主轴结构和工作原理,建立了电主轴系统的状态方程。在介绍线性二次型最优控制理论的基础上,采用线性二次型最优控制理论设计了5自由度交流磁轴承电主轴分散和集中参数控制器,并用Matlab软件对集中和分散控制器进行仿真和性能比较。仿真实验结果表明,交流主动磁轴承电主轴转子在20 000 r/min以下运行,采用线性二次型最优控制理论设计的分散控制器,能够实现转子稳定悬浮,交流主动磁轴承电主轴能够按理想的指标运行,并且具有良好的动、静态性能。     

基于DSP 2812的磁悬浮轴承控制器设计

采用多模态的控制方法对以DSP2812为核心的磁悬浮轴承控制器控制硬件的构成以及外围电路进行了设计,并用C语言编制了相应的控制软件。通过仿真,验证了该系统具有良好的控制效果。     

高速永磁电机电磁轴承转子系统的动力学及实验研究

高速永磁电机由于其转速高、体积小和功率密度大等优点,在众多行业有着非常广阔的应用前景,然而转子的高速旋转也对其支承系统提出了很高的要求。电磁轴承作为一类非接触式支承系统,非常适用于高速永磁电机。针对一台40 000 r/min、50 kW的高速永磁同步电机进行了电磁轴承转子系统设计,具体包括承载力设计、控制器设计、电流/位移刚度实验标定以及系统性能分析。最后对该支承系统进行实验研究。实验结果表明,高速永磁同步电机在额定转速范围内,电磁轴承转子系统可以稳定工作,进而验证了该设计方法的合理性。     

磁悬浮电动机轴向定位磁悬浮轴承数字控制器

介绍了磁悬浮电动机轴向定位磁悬浮轴承工作原理和控制系统的构成。通过对磁轴承系统分析和仿真，得出采用常微分限制环节和积分分离的PID控制器能使磁轴承系统稳定悬浮，并且具有良好的动静态特性。基于ADMC331DSP开发套件，采用脉宽调制（PWM）同步脉冲信号（PWMSYNC）中断工作方式，设计数字控制器主程序和中断服务子程序。实验结果表明，采用ADMC331DSP编程方便和直观，运算精度高，控制器参数调整方便，易于试验各种控制策略，研究成果对研制磁悬浮电动机轴向定位磁轴承，具有参考和借鉴价值。     

有限元法在主动磁悬浮轴承电磁场分析中的应用

介绍了主动磁轴承转子的数学模型及其简化计算,在用有限元法对主动磁轴承的电磁场进行分析的基础上验证了简化计算的结果.最后用有限元法对主动磁轴承电磁场的耦合现象进行了分析.     

大型汽轮机低压转子轴颈裂纹生成分析及处理

针对某200MW汽轮机低压转子轴颈上出现的裂纹和硬化带，进行金属测试分析和车削检查，查清了裂纹和硬化带的分布，揭示了汽轮机的断油烧瓦（缺油或少油）运行故障可能导致抽颈生成表面深度裂纹和硬化带的事实。通过对油系扭振强度计算，科学及时地作出了更换主轴的决定，并适当加大了新主轴轴颈直径。对本机型轴系设计及现场汽轮机栓修提出了指导性建议。     

大功率磁悬浮鼓风机数字功放的仿真研究

大功率磁悬浮轴承鼓风机具有体积小、转速高、可靠性高、噪音低等优点,其功率放大器采用基于现场可编程门阵列(FPGA)的三电平PWM数字功放,应用Matlab/Simulink中基于电力系统模块集库,完成数字功放电路中的半桥电路和电流采样电路的建模,通过植入M函数文件内嵌功能模块模拟了FPGA内部的数据处理流程.仿真与实验...