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(wú)接觸的懸浮起來(lái)，是一個(gè)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(yùn)行。隨著當(dāng)前旋轉(zhuǎn)機(jī)械轉(zhuǎn)子向高速度和高精度的方向發(fā)展，以及對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)和性能要求的進(jìn)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(guò)臨界轉(zhuǎn)速時(shí)，轉(zhuǎn)子振幅過(guò)大，容易導(dǎo)致系統(tǒng)破壞，必須通過(guò)相應(yīng)的控制算法抑制柔性轉(zhuǎn)子的振動(dòng)，因此進(jìn)行柔性磁懸浮轉(zhuǎn)子的控制算法研究具有重要的現(xiàn)實(shí)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(dá)式，詳細(xì)說(shuō)明了磁懸浮轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)的各個(gè)組成部分，并計(jì)算了磁懸浮系統(tǒng)的等效剛度和等效阻尼。
　　其次，簡(jiǎn)單介紹了虛擬樣機(jī)技術(shù)，說(shuō)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(duì)柔性磁懸浮轉(zhuǎn)子豎直方向一

3、個(gè)自由度的情況進(jìn)行了控制算法的仿真研究，針對(duì)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(jì)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(guò)分析表明：通過(guò)控制算法可以減小柔性轉(zhuǎn)子的振動(dòng)，使其越過(guò)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(guò)臨界轉(zhuǎn)速提供參考，達(dá)到通過(guò)控制算法的設(shè)計(jì)來(lái)提高柔性磁懸浮轉(zhuǎn)子系統(tǒng)