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.     

电磁轴承磨床电主轴控制器的研究

为了解决电磁轴承本身的复杂非线性引起电磁轴承磨床系统中同时实现高刚度和高转速的矛盾,以电磁力为控制输入量,将电磁力计算公式、电磁铁及功率放大器集成为电磁力构件,通过电磁力构件反算电磁铁的励磁电流来确定控制器输出信号。该方法可以将电磁力计算与控制器设计分开考虑,在考虑温度、转速、漏磁及涡流对电磁力的影响以及电磁力与励磁电流、气隙非线性关系基础上,通过电磁力构件建立励磁电流与控制信号的关系,控制器设计则不必再考虑电磁力非线性问题的影响。试验表明,采用电磁力构件的方法设计的H￥控制器能够实现高刚度与高转速两项指标,并能够克服电磁力摄动对系统性能的影响。     

主动电磁轴承叶轮泵结构设计

采用主动电磁轴承叶轮泵将其中一个磁轴承与叶轮做成一个整体，驱动叶轮旋转，另外的磁轴承（包括径向和轴向）用来径向支承主轴和使主轴轴向定位。这种叶轮泵适用于长期无泄漏连续运转，有良好的应用前景。     

控制器参数对磁浮轴承系统控制特性的影响研究

在刚性非线性单自由度磁浮轴承转子系统动力学模型的基础上,考虑到PID控制策略的简便、易实现、实用、技术成熟等优点,采用M atlab对一实际磁浮轴承转子系统实现了PID控制仿真,得到了系统在某些参数域中的动态性能曲线。结果表明:控制器的参数对磁浮轴承转子系统控制性能有重要的影响,为更好实现磁浮轴承转子系统的稳定控制提供理论参考。     

电磁轴承功率放大器参数设计

由于功率放大器处于电磁轴承系统的执行环节,其动态性能将直接影响系统的性能。为了提高电磁轴承系统的性能,针对电流响应速度、力的响应速度、同频允许的最大振幅和不平衡量控制等指标,以采用最小脉宽开关功率放大器的电磁轴承系统为例,从系统的频响角度出发,分析了满足实际工况下功率放大器参数设计要求。从而在保证系统运行性的同时,通过合理设计功率放大器的主要个数,节省设备制造成本。在经过理论分析和仿真试验之后,给出一些设计的实例,从而对实际电磁轴承功率放大器的设计提供了指导依据。     

F2812在磁悬浮轴承控制器中的应用研究

本文采用TI公司新推出的TMS320F2812 DSP芯片来设计主动磁轴承控制器,详细分析了DSP的结构,原理和外设设模块,并结合实际应用,给出了相应软件程序设计和硬件接口电路。实验结果表明,该CPU性能强大,解决了控制器硬件的不足而制约复杂控制算法在磁轴承系统中开发应用的问题,为磁轴承性能的提高奠定了基础。     

电磁轴承刚度与阻尼特性的非线性研究

刚度与阻尼特性是电磁轴承重要的性能指标。对电磁轴承刚度与阻尼特性进行了非线性研究,建立了储能飞轮转子系统径向电磁轴承的非线性模型,推导了非线性情况下电磁轴承刚度与阻尼的计算公式,分析了电磁轴承刚度与阻尼的非线性特性,以及控制因数对刚度与阻尼的影响。研究结果表明,增大比例因数,可以使电磁轴承的刚度减小,达到正刚度时的转子位移范围同时减小。通过研究同时确认,电磁轴承阻尼受控制因数的影响较小。     

基于DSP的电磁轴承控制器硬件设计

电磁轴承系统动态性能好坏取决于所用的控制器 ,主动控制可使电磁轴承实现复杂和特殊控制。目前采用的传统模拟控制器仅在一定程度上满足了电磁轴承系统的性能 ,但要实现复杂和特殊控制则难以胜任 ,数字控制提供了更加灵活的解决方式 ,文中主要讨论能实现这种柔性控制的基于DSP的电磁轴承控制器硬件设计中的几个技术问题。附图 6幅 ,参考文献 1篇。     

主动磁力轴承非线性动刚度特性研究

通过对主动磁力轴承转子系统非线性动刚度的研究,揭示了系统控制器参数、机械结构参数与动刚度之间的耦合关系,并结合PID控制规律,研究了磁力轴承非线性动刚度的频域特性.研究表明,系统在低频与高频段具有较高的支承刚度,而中频段刚度较低,刚度幅频特性呈浴盆状.在系统稳定区域内,改变控制器参数可以灵活地设计系统的动刚度.     

基于ANSYS的电磁轴承特性分析系统

介绍基于ANSYS的电磁轴承磁悬浮力的分析系统 ,分析了磁性材料的非线性特性以及各种电磁轴承结构参数的影响 ,并举例对向心和推力电磁轴承特性的系统分解解与传统解析解进行了比较 ,结果表明 ,利用该分析系统可以方便地对电磁轴承进行优化设计     

摆线轮齿廓各参数对其传动性能的影响

通过将渐开线齿轮中的模数概念引入到摆线轮中,使摆线轮各参数的作用更加细化。对各参数的作用加以分类,找出影响传动能力的参数有模数和短幅系数;影响传力性能的参数有短幅系数、针齿半径、传动比。用matlab绘出各参数变化时的摆线轮齿廓压力角的分布图,得到最小压力角随各参数的变化规律,得出短幅系数对摆线轮最小压力角的影响最大,针齿半径影响较小,传动比对最小压力角的影响最小。这些规律使摆线轮的设计思路更加清晰,也对以后系列化产品中的摆线轮的设计提供理论基础。     

表面粗糙度参数对密封性能的影响分析

对于有密封要求的零件,目前在生产中一般只用表面粗糙度的Ra参数进行评定,通过严格控制零件结合表面的Ra参数来保证其密封性能。而实践证明这种评定方法有一定的局限性,致使在生产中出现按技术要求检测质量高的零件,其密封性能却并不理想的现象。通过对油泵的密封性能与表面粗糙度有关参数的分析．提出更科学合理的评定方法。     

等离子体表面淬火影响因素及最佳工艺参数

通过对45钢的等离子体表面淬火试验及金相分析，探讨了等离子体淬火工艺参数对材料硬化效果的影响规律，并得出最佳淬火工艺参数。     

SLS烧结参数对原型精度影响的正交试验分析

通过对轴对称圆柱孔等典型几何形状的烧结成型,研究了SLS中激光功率、加热温度以及切片厚度这三个烧结参数对圆柱孔形位公差以及直径和圆柱度的误差的影响。采用正交试验方法,在两种不同的切片方式下,分析了各种误差产生的主要原因,以及获得较高原型精度的工艺参数值。     

受轧件水平振动影响的板带轧机非线性振动特性

基于Roberts摩擦因数公式和Hill轧制力公式,建立能够表征不同摩擦状态下的动态轧制力模型;在此基础上进一步考虑轧机结构的振动和轧件振动之间的相互影响,提出轧件-轧辊耦合振动模型。根据广义耗散的Lagrange原理,分别沿轧制方向和垂直于轧制方向建立动力学平衡方程;采用多尺度法求解出考虑系统内共振的幅频特性方程,并仿真分析不同外部激励和非线性参数作用下的轧机振动规律。研究结果表明：滑动摩擦状态下耦合系统对内部非线性参数变化和外部扰动变化的敏感程度远远高于静摩擦状态下的情况;适当选取耦合三次项非线性参数,可以将系统不稳定振动的出现控制在一个较小的频率区间,削弱轧件-轧辊耦合振动对板带轧机振动的影响。     

复合材料储能飞轮挠性结构振动的磁轴承控制

储能密度是储能飞轮的重要指标之一,选用碳纤维、玻璃纤维复合材料的储能飞轮可以有效提高储能密度,同时,选用磁悬浮支承则可以适应真空环境及减少损耗。但是,由此也增加了结构的复杂性,例如,连结飞轮转子中金属部件与复合材料之间的挠性薄壳轮毂具有不同于常规刚体飞轮的动力学模型特性。针对薄壳结构的模态振动特征与陀螺效应控制之间的矛盾,描述一种具有挠性结构储能飞轮的磁轴承控制方法。在模态分析的基础上,利用多通道添加相位整形的控制方法有效抑制了系统中的挠性结构的模态振动。试验结果表明,使用所设计的控制器,转子可平稳通过中心频率为340 Hz的轮毂——心轴挠性模态振动区域,运行转速475 Hz(28 500 r/min),轮缘最大线速度达到450 m/s,并成功实现飞轮的充放电过程。     

165kW鼓风机改型电磁轴承后转子动力学分析与试验

10MW高温气冷堆是利用氦气循环载出核热能推动发电机组发电的新型反应堆,堆内主氦风机是高温气冷堆一回路系统的关键设备之一。主氦风机原有的支承形式为油润滑机械支承方案,为了保证轴承的长期安全运行,油润滑的机械滚珠轴承系统非常复杂,长时间运行会对氦气纯度形成威胁。电磁悬浮轴承有无需润滑、无摩擦、高转速等优点,可以用来替代机械支承以解决主氦风机支承的关键问题。但是与机械滚珠轴承相比,电磁悬浮轴承的体积较大,承载力小,在保证风机接口不变的前提下,其能否满足主氦风机的运转要求,尚需要进行验证。文章通过采用ABAQUS和SAMCEF软件建模,充分利用了转子模态频率随轴承刚度的变化规律,研究了165k W鼓风机转子在机械滚珠轴承和电磁轴承支承环境下的运转模态,最终通过电磁轴承运行实验,验证了数值计算的准确性,并证明了在驱动电机、叶轮、冷却风扇等其它结构暂不更换的前提下,使用电磁轴承替代机械滚珠轴承可以满足主氦风机的运转要求。     

滚珠丝杠式惯容器非线性建模与参数辨识

针对滚珠丝杠式惯容器存在的非线性力学特征,首先,分析了滚珠丝杠式惯容器的工作原理,对惯容器的主要部件进行了非线性力学分析,建立了考虑摩擦、间隙以及丝杠弹性力的惯容器非线性力学模型;然后,在数控液压伺服激振试验台上进行了惯容器的力学性能试验,得到了惯容器在不同惯容系数以及不同激振输入下的力学响应特性;最后,根据试验结果分析了摩擦和间隙对惯容器力学性能的影响,得到了便于参数辨识的惯容器力学模型结构,实现了惯容器输出力仿真与试验结果的分析和对比。结果显示,二者在一个周期内的均方根值误差不超过7%,非线性模型呈现出良好的拟合精度,证明了所述方法的可行性和有效性。     

基于力状态映射法辨识非线性结合部动态参数

频域分析中.运用力状态映射法对复杂结构非线性结合部等效动力学参数进行辨识,从而大大减少了在时域分析中需要大量数据带来的问题.由于结合部等效动力学参数的数学模型未知,加上试验时噪声对辨识精度的影响不可忽略,若采用传统最小二乘法求解时,方程发生病态,其解出现不适定问题.针对这种情况从以下两方面进行深入研究:假设所建立的数学模型包含所有精确项和冗余项;假设所建模型不包含所有精确项.采用Tikhonov正则化与迭代算法相结合对结合部等效力矢量模型进行更新,从而辨识出结合部等效动力学参数.分析发现即使实际模型不包含所有精确项,只要进行不断的模型更新,满足最终的收敛准则,辨识的精度仍然很高.最后通过算例验证,表明了本方法具有很高的辨识精度.