磁懸浮嵌入式控制系統(tǒng)基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、磁力軸承是用電磁力使電機(jī)轉(zhuǎn)子懸浮于空間之中，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)子于定子之間無機(jī)械接觸的新型軸承。本論文對國內(nèi)外磁懸浮主軸系統(tǒng)的控制技術(shù)進(jìn)行了綜述，建立了磁懸浮主軸系統(tǒng)的力學(xué)和電學(xué)數(shù)學(xué)模型，設(shè)計和實現(xiàn)了磁懸浮全數(shù)字硬軟件控制系統(tǒng)，并對磁懸浮主軸的控制過程進(jìn)行了深入分析。根據(jù)磁懸浮系統(tǒng)的特殊要求和實際情況，將磁懸浮控制系統(tǒng)與嵌入式控制技術(shù)相結(jié)合，對系統(tǒng)硬件及軟件結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新整合和調(diào)整，以達(dá)到最好的控制效果和最佳的系統(tǒng)穩(wěn)定性，并對相關(guān)理論算法和系統(tǒng)優(yōu)

2、化進(jìn)行測試實驗和仿真。 結(jié)合磁懸浮主軸控制系統(tǒng)的非線性特點，對相關(guān)位置控制算法進(jìn)行分析，特別對磁懸浮變步長PID控制理論、非線性反演自適應(yīng)控制理論、單神經(jīng)元控制理論進(jìn)行數(shù)學(xué)建模和仿真研究。 從硬件和軟件兩個方面實現(xiàn)了磁懸浮全數(shù)字化控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了全數(shù)字PWM恒流控制算法。通過DSP所特有的PWM數(shù)字信號發(fā)生器，完成10路獨立數(shù)字功放的信號輸出，并結(jié)合改進(jìn)型PID控制算法實現(xiàn)恒流控制效果。最后通過設(shè)計的硬件和軟件平臺對磁懸

3、浮相關(guān)控制理論進(jìn)行深入研究，將改進(jìn)控制技術(shù)與傳統(tǒng)控制手段進(jìn)行實驗比較和分析，從而得出相應(yīng)的技術(shù)改進(jìn)方案。 在磁懸浮全數(shù)字控制硬件平臺上，采用不同的控制軟件設(shè)計方案：實現(xiàn)前后臺的軟件設(shè)計，給出程序的主要流程；引入C/C++軟件框架式編程思想，以uC/OSII嵌入式實時操作系統(tǒng)作為控制軟件基礎(chǔ)，完成磁懸浮軸承實時控制系統(tǒng)的控制模塊的建立、任務(wù)的優(yōu)先級分配以及各種功能的實時調(diào)度，雙處理通訊和故障診斷等工作。 通過建立的磁軸承硬