机电一体化技术在磁悬浮齿轮装置中的应用

本文通过分析机电一体化基本概况及特点,以及磁悬浮运作原理和当前磁悬浮齿轮生产线存在的瓶颈,最后得出通过机电一体化技术改进磁悬浮齿轮生产车床的改建建议。     

加工中心龙门磁悬浮高度的滑模-H_∞控制

针对龙门数控加工中心中移动横梁的悬浮高度进行了研究。在龙门移动式数控机床中,可采用磁浮技术悬浮横梁消除摩擦提高加工精度。为保持悬浮系统的稳定性和精确性,提出了自适应积分滑模控制器并结合鲁棒H∞控制理论的控制方案。针对系统参数摄动和未建模动态设计了积分滑模变结构控制器;为降低滑模控制器抖振的发生,采用自适应控制对控制律的不确定值进行估测;考虑到刀具切削部件引起的系统质量变化以及外力干扰等对系统的影响,在控制中结合了H∞的控制理论,以增加系统的鲁棒性。仿真研究结果表明,此控制器具有很强的抑制扰动的能力和高刚度,可以实现稳定悬浮。     

采用电磁轴承控制柔性转子临界转速分布的建模和仿真分析

提出了采用电磁轴承支承柔性转子,通过支承特性的调节,改变柔性转子的各阶临界转速的分布位置,使柔性转子顺利实现超临界运行。将电磁轴承支承特性建模融入到经典转子动力学的柔性转子有限元建模理论中去,构建了电磁轴承支承的柔性转子系统模型进行仿真。仿真结果表明:通过调节电磁轴承的等效刚度,可以明显改变柔性转子平动和锥动两个刚体临界转速,而对一阶弯曲和二阶弯曲两个弯曲临界转速影响不大。调节等效阻尼可明显减小转子过临界时的振动。     

磁悬浮轴承悬浮能力及控制系统分析研究

磁悬浮轴承以无摩擦、高转速、高精度、无需润滑等优点,成为高速或超高速回转机构中轴承发展的方向之一。本文依据电磁感应理论和自动控制原理,自行设计和研制出的五维控制磁悬浮轴承装置及其控制系统,在实验室成功进行了多次长时间悬浮旋转。并在其静态磁悬浮特性和动态磁悬浮特性试验的基础上,重点对磁悬浮轴承的悬浮能力和闭环控制系统进行了分析研究,结果表明,该磁悬浮轴承及其闭环控制系统能成功把9kg重的轴悬浮在空中高速旋转,为实际应用提供了理论基础和实践依据。     

基于场路耦合的磁悬浮永磁直线电动机控制系统

为了解决数控机床进给系统的摩擦问题,采用一种磁悬浮永磁直线电动机来实现无摩擦进给.建立磁悬浮永磁直线电动机的电压、磁链、推力和运动的数学模型及控制系统的场路耦合仿真模型,运用Ansoft软件中的Maxwell和Simplorer对磁悬浮永磁直线电动机控制系统进行场路耦合的联合仿真,并研究磁悬浮永磁直线电动机加速、刹车与反向运行过程.仿真结果表明,该磁悬浮永磁直线电动机控制系统具有良好的跟踪和抗扰性能,为深入研究整个系统的相互耦合以及搭建实验平台提供了依据.     

径向电磁悬浮系统的Magnet/Simulink联合仿真

针对径向电磁悬浮控制提出了一种Magnet / Simulink 联合仿真的方法。首先在Magnet 软件中建立径向电磁悬浮系统的模型, 在Simulink 中搭建PID 控制电磁悬浮系统的程序框图, 然后将 Magnet 中的径向电磁悬浮系统模型导入Simulink 控制程序中, 建立径向电磁悬浮系统Magnet / Simulink 联合仿真控制模型, 最终实现了径向电磁悬浮系统PID 控制仿真。结果表明: Magnet / Simulink 联合仿真方法可实现对悬浮控制过程中的电磁力、转子速度、转子位移等参数变化情况的实时监测; Magnet / Simulink 联合仿真方法不但提高了电磁悬浮控制仿真的效率, 且为探究控制方法或控制器参数对电磁悬浮系统的影响提出了一种新的思路。     

低功耗自供电机械设备状态监测系统设计

为解决机械设备安全运行监测设备的续航能力差、需要频繁更换电池的问题,设计了一种低功耗自供电机械设备状态监测系统.该系统由磁悬浮电磁能量采集器、能量管理电路、低功耗无线传感电路以及监测上位机组成,通过收集机械设备运行状态下溢散的振动能量为监测节点供电,同时将机械设备运行状态下的温度和振动信息通过蓝牙传输方式发送到接收器,...     

磁悬浮硬盘的转矩耦合研究

提出了磁悬浮系统的转矩耦合问题，转矩耦合对于磁悬浮硬盘系统的工作性能有较大的影响。推导出了磁悬浮主轴耦合转矩的计算公式，并对磁悬浮硬盘的转矩耦合的影响和解决方法进行了探讨。     

应用DSP技术的磁悬浮系统的研究

介绍了磁悬浮控制系统的组成及工作原理，选用数字信号处理器（DSP）芯片作控制器，DSP高速，高效的数据处理能力保证了计算和控制的实时性，本系统主要使用DSP的A／D模块和事件管理器（EV）模块，采用工业上应用广泛的PID控制策略，并通过记忆示波器采集数据形式波形，由波形及实际控制可知，PID控制效果良好。     

磁悬浮飞轮滑模变结构主动振动控制研究

通过对不平衡扰动力作用下的磁轴承-转子系统进行建模,针对磁悬浮飞轮转子不平衡量引起的同频扰动,采用滑模变结构扰动观测器对不平衡扰动力和力矩进行观测。为得到低阶观测器,采用二阶跟踪微分器估计位移传感器输出信号的微分,得到传感器速度信号。将滑模观测器的输出引入磁轴承控制器,对观测得到的同频不平衡扰动力和力矩进行补偿。仿真结果表明,采用滑模变结构观测器可观测飞轮转子不平衡力和力矩,利用磁轴承控制器实现了对飞轮转子不平衡扰动的补偿。