主动磁轴承系统的滑模控制设计

主动磁轴承具有无摩擦、无磨损、无需润滑、无污染、寿命长等优点,在高速运动场合、低速洁净场合都有广泛的应用前景. 力求解决目前主动磁轴控制系统的非线性问题,提出了主动磁轴承系统的滑模控制,该方法使得磁悬浮轴承系统的鲁棒性和稳定性进一步提高. 首先介绍了磁轴承系统的结构和工作原理,建立了主动磁轴承的系统方程. 其次,对滑模控制进行具体分析,并讨论了滑模控制的可达条件和其稳定性分析. 仿真结果表明,滑模控制器具有良好的鲁棒性和快速性,基本满足磁轴承系统实时控制的要求.     

径向磁轴承的稳定性研究

本文在简要介绍磁轴承的原理与发展概况之后,着重分析了径向永磁轴承的稳定问题,并提出采用磁推力轴承和机械辅助并用的轴向稳定结构,从而实现了系统的稳定。实验证明,这种结构效果非常好,可应用到一些回转机械中。     

主动磁轴承的Matlab仿真研究

磁悬浮轴承是一种新颖的支撑部件，它是由转子、轴承及位置控制器构成的机电一体化系统．控制器参数的选取对于系统的性能有着重要的影响．理论分析与探讨了各参数对磁悬浮轴承性能的影响，并使用Matlab对一单自由度磁悬浮系统进行了仿真。     

主动磁轴承的Matlab仿真研究

磁悬浮轴承是一种新颖的支撑部件,它是由转子、轴承及位置控制器构成的机电一体化系统.控制器参数的选取对于系统的性能有着重要的影响.理论分析与探讨了各参数对磁悬浮轴承性能的影响,并使用Matlab对一单自由度磁悬浮系统进行了仿真.     

基于CMAC神经网络的主动磁轴承控制研究

对CMAC神经网络的工作原理进行了简要讨论,针对主动磁轴承具有本质不稳定性和高度非线性动态特性的特点,提出了一种基于CMAC神经网络的非线性控制方案以改善系统的特性.对某单自由度磁轴承的仿真研究表明,CMAC神经网络控制器抗扰动能力强,同时其他控制品质也比传统PID控制器好.     

一种新型转子磁体永磁偏置混合磁轴承

为了克服现有混合磁轴承具有的缺陷，提出一种新型转予磁体永磁偏置混合磁轴承的结构设计方案，并用等效磁路法对该混合磁轴承的磁路进行了分析，讨论了最大承载力和最大起浮力的计算方法，给出了样机混合磁轴承的设计结果并进行了样机试验，理论分析和样机试验表明这一新型混合磁轴承结构简单，性能优良。     

磁极数对径向磁轴承承载力的影响

针对径向磁轴承,以实际工程经验为基础给出气隙、磁极、转子、定子、磁极面积、线圈等的设计原则,并设计不同转子直径和不同磁极数的径向磁轴承结构。利用有限元分析软件对设计的径向磁轴承进行电磁场仿真分析,得到磁场分布和电磁力。根据仿真结果研究不同转子直径下,磁极数对轴承承载力的影响。仿真结果表明,当转子直径不超过150 mm时,径向磁轴承的承载力随着磁极数的增加显著减小。当转子直径达到150 mm后,磁极数对径向磁轴承的承载力并无明显的影响。     

一种新型转子磁体永磁偏置混合磁轴承

为了克服现有混合磁轴承具有的缺陷 ,提出一种新型转子磁体永磁偏置混合磁轴承的结构设计方案 ,并用等效磁路法对该混合磁轴承的磁路进行了分析 ,讨论了最大承载力和最大起浮力的计算方法 ,给出了样机混合磁轴承的设计结果并进行了样机试验 .理论分析和样机试验表明这一新型混合磁轴承结构简单 ,性能优良 .     

转子磁体永磁偏置混合磁轴承的三维有限元分析

建立了三维磁轴承模型，采用三维有限元分析方法(FEM)分析了转子磁体混合磁轴承转子处于不同位置时的磁场分布及力一电流关系，结合特性曲线阐述了其分布形状形成的原因，分析计算并比较了无偏置电流磁轴承、电励磁偏置磁轴承和永磁偏置混合磁轴承这3种不同磁轴承的力一电流线性控制特性．通过分析发现。混合磁轴承的磁场耦合低并具有良好的控制特性。     

基于DSP的磁悬浮轴承数字控制系统的研究与应用

介绍了磁悬浮轴承工作原理,并给出了其数学模型。以TMS320LF2407A为核心设计了磁悬浮轴承数字控制系统,并应用了变参数PID控制算法。实验结果表明,基于DSP的磁悬浮轴承数字控制系统具有稳定性好、控制精度高、响应快及噪声低等特点。     

C8051高速单片机在磁悬浮轴承数字控制系统中的应用

着重对以C8051高速单片机为核心的数字控制系统及A/ D转换器、转子位置传感器、功率放大器与控制算法之间的相互关系进行了分析与设计;提出了改进型的变参数PID算法,使系统运行性能得以提升.实验结果表明,基于C8051高速单片机的磁悬浮轴承数字控制系统具有稳定性好、响应快及低噪声等优点.     

Design Method for the Magnetic Bearing Control System with Fuzzy-PID Approach

The five degree freedom magnetic bearing is researched and its structure and working principles are introduced also. Based on the fuzzy control technology, combining fuzzy algorithm and PID control method, identifying the transition process mode of the online system to get the PID parameters' self-adjusting, the magnetic bearing system's Fuzzy-PID nonlinear controller is designed by analyzing the system control demands. The Fuzzy-PID nonlinear controller can deal with the magnetic bearing system's open loop instability and strong nonlinearity, and the approach could improve the system's rapidity, adaptability, stability and dynamic characteristics. Comparative analysis and experiments are conducted between linear PID and nonlinear fuzzy-PID control methods, the results show that the fuzzy-PID controller is better, and the five-freedom magnetic bearing's rotary precision experiments are conducted by the fuzzy-PID controller, it satisfies the control rotary precision demands and realizes the bearing's steady floating and rotating.     

五维控制磁悬浮轴承装置的试验研究

本文在五维控制磁悬浮轴承装置研制的基础上，对其性能参数等进行了试验研究。     

基于三电平PWM开关功放磁推力轴承控制系统

针对磁悬浮推力轴承控制系统的特点和要求,设计了三电平PWM开关功率放大器,对其输入、输出信号跟踪等特性进行分析,并对磁悬浮推力轴承转子运动控制系统进行仿真。仿真结果表明,采用三电平PWM开关功率放大器可以有效降低电流纹波,缩短电流响应时间,并显著提高转子控制系统的精度。     

主动磁悬浮轴承非线性控制决策的研究

主动磁悬浮轴承是一个典型的闭环控制系统,其特点是具有强烈的非线性,磁浮力正比于电流平方,反比于位移偏置量的平方。传统的PID控制器应用比较广泛,但其比例、积分、微分环节的调节参数都是采用试验的方法人工整定。这种方法不仅需要熟练的技巧,而且比较费时。当被控对象发生变化时,其参数也要进行相应的调整,也就是说这种PID调节器没有自适应能力。文章所设计的PID控制器中的各种参数是随系统动态特性不断变动的,它是专为非线性系统设计的,具有很强的自适应能力。仿真结果显示,该系统是可行的。     

挠性转子磁力轴承系统LQ最优控制研究

在高温气冷堆氦气透平发电系统（HTR—IOGT）的相似性模拟实验装置AMB—PⅡ上,开展针对磁力轴承支承下挠性转子系统的优化控制研究。采用离散质量的集总参数法建立了相应转子动力学模型,通过适当模态截断简化获得了转子系统的状态方程。研究了LQ最优控制方法,分析了权重参数的选择对控制器的影响。仿真实验表明,输出反馈LQ结合相位补偿的控制器,具有物理意义清晰、系统结构简单和参数易于调节等优点。在AMB—PⅡ实验台架上不仅实现了转子的稳定悬浮,而且能够有效地抑制转子的高阶挠性模态振动,使转子顺利通过了二阶挠性临界转速,最高达到450Hz。该方法的研究为今后高温气冷堆氦气透平工程的磁力轴承实际应用提供了良好的设计参考。     

高精度滚动轴承垂直轴系的设计与计算

讨论了能满足高精度要求的滚动轴承结构设计问题。采用使滚动体限定在给定的轨道内的“限位轴承”,达到摆动误差０．３￣０．６″、主轴偏移量ｅ为０．５μｍ的指标。文中给出了计算示例。     

单神经元-PID算法在磁轴承系统的研究

常规PID控制器参数往往整定不良，性能欠佳，对磁轴承系统运行工况的适应性很差。而由具有自学习和自适应能力的单神经元构成的单神经元自适应PID控制器，不但结构简单，而且能适应环境变化，具有较强的鲁棒性。将神经网络控制思想引入磁轴承系统中，提出了适合于磁轴承单自由度控制的单神经元-PID算法，通过实验探讨了其控制效果，并与传统PID算法控制效果作了比较。