主動(dòng)磁軸承電主軸最優(yōu)控制器設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、磁懸浮軸承是利用電磁力將轉(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、無需潤滑、無油污染、低能耗、低噪音、壽命長等優(yōu)點(diǎn),在高科技領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。本課題研究了一種新型的交流主動(dòng)磁軸承電主軸系統(tǒng),主要研究內(nèi)容如下:
　　 首先,介紹了一種新型五自由度交流主動(dòng)磁軸承電主軸總體結(jié)構(gòu),并分別對(duì)徑向兩個(gè)自由度的三相交流主動(dòng)磁軸承和軸向單自由度主動(dòng)磁軸承進(jìn)行詳細(xì)介紹,包括磁軸承的結(jié)構(gòu)、工作

2、原理、數(shù)學(xué)模型等,并建立了五自由度交流主動(dòng)磁軸承電主軸系統(tǒng)狀態(tài)方程,給出了電主軸結(jié)構(gòu)參數(shù)。然后,針對(duì)五自由度主動(dòng)磁軸承系統(tǒng)是一個(gè)多變量的線性定常系統(tǒng),采用最優(yōu)控制理論中線性二次型性能指標(biāo)分別設(shè)計(jì)了五自由度交流磁軸承電主軸集中和分散最優(yōu)控制器,并通過Matlab軟件對(duì)集中和分散控制器進(jìn)行了仿真試驗(yàn)和性能比較。仿真結(jié)果表明采用線性二次型最優(yōu)控制器設(shè)計(jì)的分散控制器能滿足交流磁軸承性能的要求,為研制五自由度交流主動(dòng)磁軸承控制器提供了有力的理論依

3、據(jù)。其次,采用TMS320F2812 DSP作為五自由度主動(dòng)磁軸承電主軸數(shù)字控制系統(tǒng)的微處理器,設(shè)計(jì)了數(shù)字控制系統(tǒng)的硬件電路,并用C語言和匯編語言混合開發(fā)了與硬件系統(tǒng)配套的控制軟件。最后以三相交流主動(dòng)磁軸承為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,對(duì)五自由度主動(dòng)磁軸承電主軸進(jìn)行了局部試驗(yàn)研究,介紹了控制器控制參數(shù)整定方法和調(diào)試步驟,進(jìn)行了起浮試驗(yàn)、穩(wěn)定懸浮試驗(yàn)、抗干擾試驗(yàn),對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,給出了試驗(yàn)結(jié)論。
　　 理論研究與試驗(yàn)表明:研究設(shè)計(jì)了用于支承高速