磁力軸承的設計與控制

2.15萬字 42頁 原創(chuàng)作品，獨家提交，已通過查重系統(tǒng)

摘要 磁力軸承是一種利用受控磁場力使工作中的電機轉子穩(wěn)定懸浮的高性能新型軸承。這種特殊的工作方式使其具有無機械摩擦、無需潤滑、低噪音、低功耗、使用壽命長等優(yōu)點，在現(xiàn)代科學技術的各個領域有著廣泛的應用前景和重要的研究意義。
本文首先討論三種磁力軸承（主動磁力軸承，被動磁力軸承和混合磁力軸承）的工作原理，對比分析了他們之間的差異。然后著重介紹了單自由主動磁力軸承，給出了結構圖，并對它的軸承模型進行線性化，建立了傳遞函數(shù)模型。然而磁力軸承是典型的機電一體化系統(tǒng)，能否實現(xiàn)工作轉子的穩(wěn)定關鍵在于所采用的方案的控制性能。接著本文建立了差動勵磁方式控制的磁力軸承控制系統(tǒng)模型，并在此模型的基礎上建立了傳統(tǒng)PID控制的模型，分析了PID控制參數(shù)KP、KI、KD分別對系統(tǒng)控制性能的影響，據(jù)此找到一組合適的參數(shù)來對磁力軸承控制系統(tǒng)進行模擬仿真。針對在整個控制過程中保持控制參數(shù)不變的缺點我們又提出了參數(shù)可調節(jié)的PID控制，并給出了各個參數(shù)對被控量偏差以及偏差的變化率的一組函數(shù)，在此函數(shù)基礎上對磁力軸承系統(tǒng)進行仿真，結果表明調節(jié)性能得到了明顯的改善。


關鍵詞：磁力軸承 單自由度 主動磁力軸承 PID控制