主动型磁浮轴承的非线性模糊控制

提出的主动型磁浮轴承非线性模糊控制简化了系统结构 ,通过仿真及实验表明磁浮轴承的模糊控制具有良好的鲁棒性和抗干扰性     

轴承-转子系统的分岔与混沌特性研究

利用一种精确的非稳态非线性油膜力模型求得油膜力。以无量纲偏心和一个反映多种影响因素的综合参数为分岔变量,用数值积分法在广泛的参数变化范围内研究了轴承一转子系统运动的变化规律,作出了分岔图。借助Poincare映射和Lyapunov指数分析了系统的运动形态。结果表明,利用该油膜力模型可从不同角度发现由倍周期分岔导致的混沌现象和概周期运动等复杂的非线性动力学行为。随着参数的变化,复杂的运动区域中间会出现简单的运动区域。这为合理设计系统参数以避开危险区域提供了依据。     

磁力轴承转子系统非线性支承特性的研究

通过对磁力轴承非线性支承力特性的分析,可以看出控制器参数与支承特性之间有非常强的非线性耦合关系。虽然其支承的刚度和阻尼都能够通过改变控制器参数进行调整,但控制器参数的选择受非线性因素的影响较大。当比例增益越大,则在转子平衡点处的线性刚度就越大,能提供的最大支承力也越大,但支承实现正刚度的转子位移区间越小,系统稳定的转子位移区间就越小。通过对主动磁力轴承转子系统非线性支承特性的研究,揭示了控制器结构参数、机械结构参数与支承特性之间的耦合关系。     

5自由度磁悬浮轴承-转子系统非线性动力学研究

为了探讨磁悬浮轴承-转子系统的稳定性,从非线性多自由度的角度对5自由度主动磁悬浮轴承-转子系统的非线性动力学特性进行研究.在考虑电磁力、重力和不平衡力周期性影响的情况下,建立5自由度磁浮轴承-转子系统的动力学模型,通过泰勒公式对其进行非线性展开,运用多尺度法的基本原理对5自由度非线性微分方程进行复数处理.通过Matlab软件编程,借助庞加莱映射图和相图对系统的运动形态进行分析,得到在复数领域中的倍周期运动、拟周期运动和混沌运动的相图及庞加莱映射截面图.在试验过程中也发现,随着转速的增加,磁悬浮轴承-转子系统的轴心轨迹由有规律的稳定运动状态进入无规律的失稳运动状态.数值模拟和试验结果都表明:磁悬浮轴承-转子系统中存在丰富的非线性动力学现象,在不同参数条件下,系统存在稳定的倍周期运动、临界的拟周期运动和失稳的混沌运动现象.     

磁悬浮轴承转子动力学分析及其主动控制研究

转子是磁悬浮轴承系统旋转机械的核心部件,其性能与系统稳定性及各项技术指标紧密相连。磁悬浮轴承转子系统以其高转速,高功效的特点已成为当代旋转机械系统的核心,有效提高其安全性能已经成为研究因素里的重中之重。综述了磁悬浮轴承转子系统动力学特性研究内容的现状和研究方法的应用,以及转子振动主动控制的几种方式,分别针对每个要素的不同研究方法做出了分析与总结,旨在对磁悬浮轴承转子振动控制技术的发展趋势进行展望。     

控制器参数对电磁轴承系统非线性特性的影响

研究了PID控制的单自由度电磁轴承-转子系统由于力-电流/位移的非线性特性所引起的非线性振动.讨论了当控制器参数改变时,系统表现出软/硬弹簧特性;分析了主共振区的跳跃谐振现象和对控制器参数改变时系统在主共振区的特性.     

控制器参数对电磁轴承系统非线性特性的影响

研究了PID控制的单自由度电磁轴承-转子系统由于力-电流/位移的非线性特性所引起的非线性振动.讨论了当控制器参数改变时,系统表现出软/硬弹簧特性;分析了主共振区的跳跃谐振现象和对控制器参数改变时系统在主共振区的特性.     

磁悬浮轴承-转子系统的分岔与混沌特性

研究磁悬浮轴承-转子系统主共振情形时的非线性动力学行为。由Taylor级数展开得到非线性电磁力的表达式。用Lung-Kutta法计算系统的运动响应。借助Poincare影射和Lyapunov指数对系统的运动形态进行分析。结果发现了在主共振情形下系统中由环面破裂产生的混沌现象及之后的由倍周期分岔导致的混沌现象。     

新型永磁磁浮轴承的研究

由于电磁轴承体积大、控制系统复杂、能耗大,提出了一种新型永磁磁浮轴承,具有能耗低、体积小、结构紧凑且承载力大应用范围广的特点.以点磁荷理论为基础,建立了轴向磁化方式下轴的径向偏移量(或轴承刚度)与承载力之间关系的理论模型.由于软铁具有很高的磁导率,而不锈钢具有优良的磁阻性能,因而选取了这二种材料作为磁浮轴承材料,成功设计、制造了磁浮轴承组件.所设计轴承性能达到了设计要求,其稳定工作时的最高承载能力为17N,转速为4000r/min.     

含轴承间隙的转子非对称支承等效力学特性模拟分析方法

轴承间隙与支承非对称广泛存在于旋转机械系统中,是转子振动跳跃、偏移、反进动等复杂振动特性产生的主要影响因素。工程中对两者耦合影响下的复杂振动机理阐释不清,相关的等效力学模拟方法也各有局限。为此提出一种含轴承间隙的非对称支承结构等效力学特性模拟分析方法。通过支承结构的周向分解,解决了现有等效力学模拟方法难以同时模拟轴承间隙与支承非对称的问题。通过对典型发动机转子系统的分析对所提方法有效性进行了验证。结果显示轴承间隙与支承非对称共存时,系统会同时表现频率分离,振动跳跃与偏移现象,并且轴承间隙与支承非对称的影响相互耦合。所提模拟方法为工程中此类复杂振动问题产生机理的深入分析奠定了基础。     

五自由度磁悬浮轴承控制系统的研制

阐述了五自由度多输入多输出磁悬浮轴承控制系统,其复杂算法的实现依赖高效浮点数字信号处理器,而高速高精度A/D是合理采样的保证.分析了整个控制系统中传感器和功率放大器的功能和作用,通过试验研究得出了结论,控制系统的设计达到了预期要求,磁悬浮系统具有响应速度快、精度高及稳定性好等特点,可广泛用于生物医学等行业.     

轮式工程车辆转向系统控制研究

转向系统是工程机械的重要组成部分,全液压转向系统可使工程车辆实现直线行驶、双轮转向、全轮转向、斜行、横行和原地转向。根据其工作原理推导出了该控制系统的动态响应数学模型。为提高控制系统性能,引入模糊PID控制算法,并在Simulink环境中对数学模型进行模拟仿真,对比分析了常规PID控制和自适应模糊PID控制对系统动态性能的影响,证明模糊PID控制能很好地提高转向系统的动态响应性能。     

磁轴承轴向控制系统的仿人智能PID控制

以立式主动控制电磁轴承为研究对象,阐述传统PID控制在磁轴承控制系统应用中所存在的不足。针对磁悬浮轴承控制系统非线性、时变、强耦合的复杂特性,提出了仿人智能PID控制算法,并用Simulink进行了系统仿真。仿真结果表明:仿人智能PID控制在动态和稳态控制效果以及抗干扰能力上,比普通线性PID控制有很明显的优势。     

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。     

工控DSP在电磁轴承中的应用

为满足更多先进控制的需要，采用工业控制专用芯片DSP TMS320S240设计和开发了一种新的数字控制器，重点从控制器硬件，软件结构方面进行了讨论，并介绍了调试方法和试验结果，由于工业控制专用的DSP芯片集成了闪存，A/D，PWM，看门狗和许多通讯通道，因而新开发的数字控制器不仅结构简单，且其速度和可靠性也得到提高，使用简单的数字PID控制算法，可实现8.5kg转子的五自由度稳定起浮，这种数字控制系统可作为开发和实施实时控制策略，实现电磁轴承产品工程化的实用平台，也可以替代现有的模拟控制系统。     

Nonlinear Control of Magnetic Bearings

In this paper, recent results controling nonlinear systems with output tracking error constraints are applied to the design of new tracking controllers for magnetic bearings. The proposed controllers can force the rotor to track a bounded and sufficiently smooth refer-ence trajectory asymptotically and guarantee non-contactedness be-tween the rotor and the stator of the magnetic bearings. Simulation results are included to illustrate the effectiveness of the proposed con-trollers.     

磁轴承不平衡控制技术的研究进展

通过大量文献调研,重点阐述了磁轴承不平衡控制这一重要技术在磁轴承高速旋转机械中的研究发展情况。简要分析了各种算法的优缺点及其在原理上的相通之处,最后讨论了磁轴承不平衡控制技术进一步发展的方向。     

基于PLC温控系统的PID控制器的实现

对模拟量PID参数的调节作了简介，从硬件设置及软件编程两方面叙述了A-B系列模拟输入／输出单元在温控系统的具体应用，并分析了温控系统闭环控制的过程。     

磁力轴承系统的虚拟设计

为了缩短磁力轴承的开发周期,降低设计成本,提出磁力轴承系统的虚拟设计模型。进行了磁力轴承机械结构虚拟设计和磁力轴承控制系统虚拟设计。建立了面向设计、制造和市场的统一数据模型。     

自感式磁浮轴承位置传感器

根据电磁轴承的工作原理及结构特点,提出利用磁轴承线圈的差动电感替代电磁轴承系统中的涡电流位置传感器,简化了系统结构。推导了该自感型传感器的传输关系．通过实验得到了它的线性度．同时,可排除电磁场对涡电流位置传感器的影响．论证了该自感型传感器在电磁轴承系统中的可行性,提高了系统性能。