弱耦合徑向磁力軸承冗余控制方法的研究.pdf

1、“機電一體化”是結(jié)合傳統(tǒng)機械工程、電氣工程、計算機科學于一體的交叉學科。主動磁力軸承是一個典型的機電一體化系統(tǒng)。與傳統(tǒng)機械軸承的區(qū)別主要在其能夠感知到變化、并通過恰當?shù)男畔⑻幚硎侄蔚玫较鄳墓δ堋４帕S承的工業(yè)上的大量應用離不開它的安全性和可靠性，而這兩點已經(jīng)成為了影響其在航空航天等領域繼續(xù)發(fā)展的關鍵因素。
　　文中針對執(zhí)行器冗余的徑向磁力軸承做了如下研究工作：
　　首先，本文介紹了主動磁力軸承故障形式和提高可靠性的措施，以

2、及針對磁力軸承冗余容錯方面的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀。列寫了主動磁力軸承的工作原理以及根據(jù)電子元器件可靠性分析了冗余前后系統(tǒng)的可靠性。
　　其次，給出了偏流線性化方法在12磁極強耦合和弱耦合結(jié)構(gòu)徑向磁力軸承中的應用，并推導出了在磁極正常和故障下的電流分配矩陣。針對12磁極弱耦合結(jié)構(gòu)的徑向磁力軸承提出了求解電流分配矩陣的新方法力平衡的方法，并利用ANSYS進行了磁場仿真。從磁感應強度、電流分配矩陣的求解等方面對12磁極強耦合和弱耦合結(jié)構(gòu)的磁力

3、軸承以及偏置電流線性化和力平衡的方法進行了結(jié)構(gòu)與方法的分析比較，得出弱耦合結(jié)構(gòu)力平衡的方法在所研究的失效形式下比強耦合偏流線性化的方法有優(yōu)勢。
　　接著，在MATLAB/SIMULINK建立了針對偏流線性化和力平衡原理的12磁極結(jié)構(gòu)的仿真模型，并對這兩種方法進行了仿真。仿真結(jié)果表明兩種控制理論都可以對冗余結(jié)構(gòu)的磁力軸承進行控制，力平衡的方法下系統(tǒng)的動態(tài)性能優(yōu)于偏流線性化的方法。
　　最后，在一個單自由度磁懸浮裝置上進行了驗證