磁悬浮控制力矩陀螺高速转子的高精度位置控制

在受到陀螺效应、动框架效应等影响后产生的磁力非线性问题是磁悬浮控制力矩陀螺(MSCMG)高速转子位置精度下降的主要因素。为解决以上问题,提高转子位置精度,本文分析了转子所受磁力的特性,建立了转子系统非线性动力学模型,提出了神经网络滑模控制方法。设计滑模控制律,采用径向基函数神经网络逼近控制律中的非线性模型,自适应算法根据误差在线调整神经网络的权值,同时可以保证整个系统的稳定性。仿真和实验结果表明,所提出方法的转子位置精度达到99%,稳态误差为0.000 2 mm。神经网络滑模控制可以实现MSCMG转子系统的高精度位置控制。     

磁悬浮球系统控制器的分析设计

从磁悬浮球的物理模型出发,建立了磁悬浮球系统的线性化数学模型,在模型分析的基础上,对控制策略进行了分析与研究.重点介绍了通过积分分离和微分先行两种方法对PID控制器进行优化设计的方案.仿真研究表明,所设计的控制器较好地满足了系统的要求.     

主轴系统混合磁悬浮轴承的设计

介绍了永磁偏置的混合磁悬浮轴承的工作原理。导出了主轴系统混合磁悬浮轴承的悬浮合力,得到了它的最大承载力条件及其设计计算公式。建立了混合磁悬浮轴承结构参数的设计计算理论,并在最后得出结论：永磁偏置混合磁悬浮轴承因无偏置绕组而体积小、功耗低;增加永磁体内部磁动势,可增大轴承的刚度,提高其承载能力以及降低控制功耗。     

磁悬浮盘片控制系统的设计与实现

磁悬浮盘片装置是磁悬浮飞轮电池的雏形,该系统对实时性和快速性有较高要求,而现有的微机控制系统很难达到.针对以上问题,设计了以DSP2812为核心的磁悬浮数字控制系统,搭建了硬件电路,并针对常规PID参数在多输入多输出系统中难整定的问题,实现了模糊自整定PID算法.最终实现了磁悬浮盘片的稳定悬浮,满足了系统快速性的要求.     

实验室磁悬浮球系统数学模型的建立

通过对磁悬浮球系统中小球的受力分析,建立了磁悬浮球系统的数学模型,并通过实验测得所需各种参数,将数学模型具体化.     

基于MATLAB的磁悬浮球实时控制设计及实验研究

对单自由度磁悬浮系统进行研究是研究磁悬浮技术的一个有效方法.根据磁力轴承基础理论建立单自由度磁悬浮球系统模型,在MATLAB/SIMULINK环境下进行控制仿真分析,设计MATLAB实时控制器,利用可视化操作界面和实时监控调试程序来整定PID参数,并采用变参数PID控制方法实现了磁悬浮球系统的实时控制,使球在4 s内达到±0.01 mm精度的稳定悬浮状态.     

磁悬浮飞轮储能装置的设计

设计了一种磁悬浮支承的飞轮储能装置,对飞轮结构与支承形式等进行了研究.将盘状飞轮优化为伞状飞轮,可以提高飞轮转动惯量;采用机械轴承与永磁轴承相结合,省去复杂的电磁轴承以及相关控制部分,飞轮在合适的转速下稳定旋转,并完成了样机的设计.该新产品的开发具有节能环保的意义.     

磁悬浮进给机构设计

设计了一种集磁悬浮技术和线性驱动技术为一体的精密磁悬浮进给机构。这种机构采用直线同步电动机对悬浮平台进给机构提供驱动力。实现了进给机构在水平和垂直两方向的无接触支撑和导向，具有响应快速、刚度高以及定位精确的特点，能够满足微电子设备高精度、高效率和超洁净加工的需要。文章还对磁悬浮力和直线电动机推力进行了分析计算。     

主动磁悬浮系统的Matlab仿真研究

介绍了主动磁悬浮系统的工作原理,并从单自由度主动磁悬浮系统入手,建立了线性化模型;根据此模型分析研究了系统必要的控制策略和PID控制参数的整定方法;利用Matlab实现了对某一单自由度磁悬浮系统的仿真,最终得出并分析了系统的阶跃响应曲线。     

磁悬浮系统的变速趋近律滑模控制

为了抑制常规滑模控制在磁悬浮系统控制中的抖振问题,应用一种变速趋近律方法设计磁悬浮系统滑模控制器.控制器将系统的状态范数引入滑模控制律,以自动调整变结构切换控制项的增益,控制信号抖振幅值能够逐步衰减,并引导系统渐近稳定到原点;利用Lyapunov稳定性理论验证了系统的稳定性,并给出了控制器参数设计的依据;仿真实验结果表明,基于变速趋近律的磁悬浮系统滑模控制策略具有良好的动、静态性能和较强的鲁棒性.     

磁悬浮技术的应用现状与展望

文中介绍了磁悬浮原理、磁悬浮列车和碰悬浮轴承的研究和应用，指出了磁悬浮研究的方向。由于有机体同时具有磁性和超导性、金属间化合物MgB2新超导转变温度的发现，超导磁悬浮技术有望产生新的突破。     

磁悬浮转子振动主动控制综述

利用磁悬浮系统的可控性,应用于转子的振动控制,将会进一步提高转子的旋转精度.本文阐述了磁悬浮系统控制转子振动的研究现状,磁悬浮系统的结构,工作原理及磁悬浮系统的优点.并且分析了将磁悬浮系统应用于控制转子振动的两种方法,指出现在这两种方法的缺点.并介绍了点磁悬浮动力吸振器的优点.在文章的最后提出了研究这种系统所要面临的问题.     

Modeling and control of the magnetic suspension system

A fuzzy logic based controller applied to a simple magnetic suspension is presented in this paper. The simple electromagnet-ball system and the contactless optical position measurement system are developed as a physical model of the magnetic suspension. A nonlinear mathematical model is presented and linearized. This model has been used to design a discrete linear PID controller with optimal parameters. The physical real-time model was constructed in order to compare the performance of the linear discrete PID controller and the proposed fuzzy logic based PID controller. The decomposed fuzzy PID controller has proportional, integral, and derivative separate parts which are tuned independently. When testing it becomes clear that the decomposed fuzzy PID controller gives better performance over a typical operational range than a traditional linear PID controller.     

利用ANSYS软件进行磁悬浮动量轮的磁场设计

首先介绍了通用有限元软件ANSYS的一般功能。然后讲述了利用ANSYS软件对磁悬浮动量轮的磁场进行数值计算的一般步骤,详细描述了从创建物理环境到解后处理的全过程。最后以磁悬浮动量轮这一设计实例作为说明。对于利用ANSYS进行磁场分析研究有一定的参考意义。     

智能型、大量程、精密电子天平设计

本文主要对1吨精密电子天平的硬件、软件设计做了阐述。     

高精度铂电阻测温仪的设计与实现

提出了基于四线制恒流源驱动和恒流换向技术的高精度温度测量方案,挑选性能优异的铂电阻Pt100作为温度传感器,与参考电阻串联后由恒流源驱动,然后采集信号经过调理放大,通过单片机自动校正和控制,并内嵌ITS-90国际温标计算公式,以此实现高精度温度测量。实验结果表明,该方案较好实现了消除引线电阻和非线性的影响,提高了测量精度,温度测量误差小于0．01℃。系统性能稳定。     

Development of the magnetic suspension balance

Electromagnetically compensating balances have attained a high degree of perfection and a broad field of application. Because of the progress in sensor technology and permanent magnetic materials, as well as electronic components and circuitry, the range of electromagnetic compensation could be extended from a small fraction of the measuring range to the full capacity of the balances.The balance beam could then be replaced by a system of parallel levers with elastic joints, which guide the balance pan and the force coil in a vertical path of deflection. It can be considered as a next step in the development of electromagnetic balances, to omit any mechanical guidance of the balance by utilising free magnetic suspension.Such balances can be very useful for gravimetric experiments in aggressive atmospheres. Selected examples comprise the suspension of a diamagnetic body, a system with one mechanically restricted degree of freedom, balances using automatically controlled attraction and intrinsically stable repulsion, and a device for the simultaneous measurement of weight and torque.     

磁悬浮系统模型的研究

以主动型磁悬浮轴承为研究对象,对磁悬浮轴承系统进行了详细的分析;介绍了磁悬浮轴承系统的工作原理。在此基础上建立了合理的线性化力学数学模型,为磁悬浮轴承的结构设计提出了理论基础;同时,讨论了磁悬浮轴承系统的电学模型,给出了两种控制方式(电流和电压)的系统数学模型。本文给磁悬浮轴承的结构设计和控制器设计都有很好的参考作用。     

高精度自动称量系统数据采集功能的实现

介绍一种高精度电子秤的数据采集系统,给出了系统的硬件电路和软件设计。分析了系统的工作原理;较详细地讨论了信号调理模块中的应变转换问题,给出了一种抗干扰能力强、并能消除称重时偏心影响的并联组秤方式;重点讨论了信号预放以及滤波电路设计中应该考虑的问题及其对策;最后讨论了系统的软硬件抗干扰设计。     

磁浮压缩机的原理及系统模型的研究

迄今为止,尚未见到磁悬浮技术在往复压缩机上应用的报道和文献.分析了传统卧式往复压缩机活塞连杆运动的规律,设计了一种集磁悬浮和线性驱动技术为一体的往复磁悬浮式压缩机机构,该机构利用作用于活塞连杆上的磁场力,使其力偶矩与连杆活塞的重力矩相平衡,使活塞对缸体的正压力趋向于零或等于零的理想状态,从而使摩擦副间的摩擦力达到最小.