无传感器磁轴承转子位置自检测原理研究

本文主要介绍了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.由于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率放大器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,由PID控制器转换为转子位移的控制信号,仿真试验证明了该方法的可行性.     

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.     

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。     

磁悬浮系统气隙磁场检测方法研究

磁悬浮系统利用电磁铁实现悬浮体的悬浮控制,电磁铁与悬浮体之间的电磁力大小与两者之间的磁场气隙密切相关,磁场气隙的高精度检测关系到悬浮控制性能的好坏.提出了一种基于隧道型磁阻(TMR)传感器阵列的气隙磁场检测方案,采用体积小、灵敏度高、测量精度高的TMR传感器作为磁传感元件,同时在气隙磁场中进行传感器的多点布控,利用传感器阵列来检测气隙磁场的分布.基于该方案研制了磁场检测实验系统进行测试验证,重点介绍了实验系统中标准磁场的建立和磁屏蔽结构设计.实验结果表明:基于TMR传感器阵列的气隙磁场检测方案经测试取得了较好的结果,补偿后的测量不确定度可以达到±0.5 ％FS.     

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。     

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。     

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。     

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DSP的磁悬浮轴承控制系统的设计

介绍了基于TMS320F2812的数字控制磁悬浮轴承控制系统，分别介绍了磁悬浮轴承的工作原理、硬件设计方案和软件设计方案，并进行了实验仿真，实验证明系统具有较高的可靠性、通用性、实时性。     

差动变压器式电磁轴承位置检测传感器研究

转子位置的检测精度直接影响电磁轴承的控制精度。介绍了不同类型位移传感器的基本原理和特点,根据电磁轴承系统对位移传感器的特殊要求,以及差动变压器式传感器的输出电压有效值与气隙变化量成线性关系的优点,选择其作为电磁轴承系统的位置检测传感器。并采用专用芯片AD598构成信号处理电路,提高其性能。     

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.     

双定子直线振荡电机动子位移自传感技术研究

基于建立的双定子直线振荡电机系统数学模型,提出了电机动子位移自传感算法,通过对于电机端电压及电流信号的处理实现了动子位移的自传感.在此基础上,通过实验对此算法进行了验证.实验结果显示,在有效行程范围(20 mm)内.定频变行程和谐振点变行程控制方式下的估算行程的最大绝对误差分别为0.4 mm和0.3 mm,最大相对误差分别为4.76%和3.7%,可以满足控制要求.此算法可用于直驱压缩机的变行程控制及上死点控制.     

磁轴承系统中差动变压器式位移传感器的研究

设计了用于磁悬浮轴承系统中的差动变压器式位移传感器。从基本原理出发,结合磁轴承特点,提出了改进的传感器结构方案。利用线性差动变压器的专用芯片AD598作为传感器的测量电路。实验结果表明:所设计的传感器具有较好的性能:在-0.35~0.35mm测量范围内,线性度为±1.25%,灵敏度可高达23.77mV/μm,完全适用于磁悬浮轴承系统中。     

面向楼宇自动化的保安探测与自动化系统

阐述了面向楼宇自动化的保安自动化系统的控制功能、构成和多种保安探测方法 ,并给出了其应用实例     

一种小型弱磁矢量检测系统

提出了一种小型化的弱磁矢量检测系统.分析了系统的检测原理,采用专用IC驱动三轴PNI电感式传感器,STC单片机对传感电路进行配置和数据采集,VC++语言编写上位机显示界面,开发出面积5cm ×2.5 cm、功耗3mW的小型弱磁矢量探测系统,并在磁屏蔽桶中对系统的分辨率和线性度进行了标定.结果表明:系统的最佳分辨率可以达到15.57 nT,线性工作区域为±200 μT,具有体积小、功耗低、分辨率高、工作范围大等优势,应用前景广阔.     

基于磁传感器的磁近炸引信探测系统设计

基于磁传感器的磁近炸引信探测系统,适用于非接触探测系统.以提高探测的范围和稳定性为目的,设计了可控放大滤波电路和复位置位电路等.为提高探测的时效性和精确性,提出了改进型的滤波算法、检测算法等方法.优化改进后的系统具有良好的稳定性和适应性,能够有效探测到铁磁性物体的移动,论证了方案的可行性,为后续研究奠定了基础.     

功率放大器OPA544在主动磁悬浮控制系统中的应用

在磁悬浮系统的功放中采用OPA544功率器件实现对系统输出负载电流的放大作用,其性能将随功放的类型而变化.针对毫米级气隙的悬浮系统,设计前级PID控制调理电路,与OPA544功率放大器配合实现差动式电流控制,最终在一台主动磁悬浮平板试验台上实现系统的稳定悬浮,仿真结果与试验情况基本吻合.     

Adaptive complementary sliding-mode control for thrust active magnetic bearing system

An adaptive complementary sliding-mode control (ACSMC) system with a multi-input-multi-output (MIMO) recurrent Hermite neural network (RHNN) estimator is proposed to control the position of the rotor in the axial direction of a thrust active magnetic bearing (TAMB) system for the tracking of various reference trajectories in this study. First, the operating principles and dynamic model of the TAMB system using a linearized electromagnetic force model is derived. Then, a conventional sliding-mode control (SMC) system is designed for the tracking of various reference trajectories. Moreover, a complementary sliding-mode control (CSMC) system is adopted to reduce the guaranteed ultimate bound of the tracking error by half while using the saturation function as compared with the SMC. Furthermore, since the system parameters and the external disturbance are highly nonlinear and time-varying, the ACSMC is proposed to further improve the control performance and increase the robustness of the TAMB system. In the ACSMC, the MIMO RHNN estimator with estimation laws is proposed to estimate two complicated dynamic functions of the system on-line. In addition, a robust compensator is proposed to confront the minimum approximated errors and achieve the robustness. Finally, some experimental results for the tracking of various reference trajectories show that the control performance of the ACSMC is significantly improved comparing with the SMC and CSMC.