柔性磁懸浮轉(zhuǎn)子的控制算法研究.pdf

1、磁懸浮轉(zhuǎn)子系統(tǒng)是利用可控電磁力將轉(zhuǎn)子無接觸的懸浮起來，是一個典型的開環(huán)不穩(wěn)定的系統(tǒng)，因此必須采取有效合理的控制算法才能保證其穩(wěn)定運行。隨著當(dāng)前旋轉(zhuǎn)機械轉(zhuǎn)子向高速度和高精度的方向發(fā)展，以及對機械結(jié)構(gòu)和性能要求的進一步提高，相關(guān)研究已經(jīng)從剛性磁懸浮轉(zhuǎn)子系統(tǒng)轉(zhuǎn)向柔性磁懸浮轉(zhuǎn)子系統(tǒng)。柔性轉(zhuǎn)子在接近或越過臨界轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)子振幅過大，容易導(dǎo)致系統(tǒng)破壞，必須通過相應(yīng)的控制算法抑制柔性轉(zhuǎn)子的振動，因此進行柔性磁懸浮轉(zhuǎn)子的控制算法研究具有重要的現(xiàn)實意義。<

2、br>　　本文首先介紹了磁懸浮系統(tǒng)的工作原理，推導(dǎo)出了磁懸浮系統(tǒng)電磁力的表達式，詳細說明了磁懸浮轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)的各個組成部分，并計算了磁懸浮系統(tǒng)的等效剛度和等效阻尼。
　　其次，簡單介紹了虛擬樣機技術(shù)，說明了建立聯(lián)合仿真模型的主要步驟，介紹了ADAMS/Flex柔性體理論，分析了柔性轉(zhuǎn)子的固有頻率和模態(tài)振型，建立了基于ADAMS和MATLAB的柔性磁懸浮轉(zhuǎn)子的聯(lián)合仿真模型。
　　最后，對柔性磁懸浮轉(zhuǎn)子豎直方向一

3、個自由度的情況進行了控制算法的仿真研究，針對柔性轉(zhuǎn)子的靜止懸浮、低速旋轉(zhuǎn)和高速旋轉(zhuǎn)三種工作狀態(tài)，設(shè)計了PID控制器、模糊PID控制器以及單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制器，分別得到柔性轉(zhuǎn)子三種工作狀態(tài)下的仿真曲線，經(jīng)過分析表明：通過控制算法可以減小柔性轉(zhuǎn)子的振動，使其越過臨界轉(zhuǎn)速，且單神經(jīng)元自適應(yīng)PID控制算法的控制效果最佳。
　　本文的研究工作為柔性磁懸浮轉(zhuǎn)子順利平穩(wěn)的越過臨界轉(zhuǎn)速提供參考，達到通過控制算法的設(shè)計來提高柔性磁懸浮轉(zhuǎn)子系統(tǒng)