磁懸浮軸承是利用磁場(chǎng)力將轉(zhuǎn)子懸浮于空間,使轉(zhuǎn)子和定子之間沒有任何機(jī)械接觸的一種新型高性能軸承。它具有無摩擦、無磨損、無污染、低能耗、低噪聲以及壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),因而在航空航天、真空技術(shù)、精密機(jī)床、機(jī)械工業(yè)以及機(jī)器人等高科技領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。本文研究了磁懸浮軸承的變結(jié)構(gòu)控制,主要工作如下: 首先,分析了磁軸承系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理,在平衡點(diǎn)附近建立了單自由度轉(zhuǎn)子的傳遞函數(shù)模型,并在此基礎(chǔ)上建立了磁懸浮軸承徑向四自由度轉(zhuǎn)子的數(shù)學(xué)模型。 其次,介紹了磁軸承系統(tǒng)關(guān)鍵部件的組成和優(yōu)化設(shè)計(jì),進(jìn)一步設(shè)計(jì)和優(yōu)化了現(xiàn)有的磁軸承系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),建立起了以PC機(jī)為上位機(jī),以TMS320LF2407A型DSP為下位機(jī)的主從控制系統(tǒng)。 再次,為進(jìn)一步增強(qiáng)主動(dòng)磁軸承系統(tǒng)的魯棒性和穩(wěn)定性,改善系統(tǒng)的控制品質(zhì),本文提出了有效可行的基于組合趨近律的離散滑模變結(jié)構(gòu)控制方案,進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn),并與常規(guī)PID控制器的仿真結(jié)果進(jìn)行了分析、比較研究。 最后,在所建立的磁軸承系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行滑模變結(jié)構(gòu)控制和PID控制實(shí)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)了磁軸承系統(tǒng)的兩端穩(wěn)定懸浮。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、分析和研究,驗(yàn)證了變結(jié)構(gòu)控制更加適合于磁軸承系統(tǒng)的控制。

【文章頁(yè)數(shù)】：74 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖3.5系統(tǒng)硬件電路圖

-24-圖3.5系統(tǒng)硬件電路圖圖3.6系統(tǒng)實(shí)物圖

圖3.6系統(tǒng)實(shí)物圖

-24-圖3.5系統(tǒng)硬件電路圖圖3.6系統(tǒng)實(shí)物圖

圖3.8調(diào)試過程中的PWM波形輸出3．主程序設(shè)計(jì)

(3)初始化CMPRx寄存器。(4)設(shè)置和裝載COMCONx寄存器。(5)設(shè)置和裝載T1CON或T3CON寄存器，來啟動(dòng)比較操作。(6)更新CMPRx寄存器的值。實(shí)驗(yàn)調(diào)試過程中用示波器觀察DSP對(duì)應(yīng)管腳上的PWM輸出波形如圖3.中可以看出，根....

圖4.6磁懸浮軸承滑模變結(jié)構(gòu)控制的位置跟蹤響應(yīng)曲線和滑模運(yùn)動(dòng)的相軌跡

b基于變速趨近律的離散變結(jié)構(gòu)控制位置跟蹤響應(yīng)和相軌跡圖c基于組合趨近律的離散變結(jié)構(gòu)控制位置跟蹤響應(yīng)和相軌跡圖圖4.6磁懸浮軸承滑模變結(jié)構(gòu)控制的位置跟蹤響應(yīng)曲線和滑模運(yùn)動(dòng)的相軌跡從圖4.6中a的相軌跡可以看出，采用指數(shù)趨近律控制時(shí)的切換帶為帶狀，在穩(wěn)態(tài)時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的抖振；從圖....

本文編號(hào)：3974203