發(fā)布時(shí)間：2025-03-19 01:56

　　目前,高速電機(jī)是旋轉(zhuǎn)設(shè)備的重要研究領(lǐng)域。主動(dòng)電磁軸承通過對(duì)電磁鐵線圈中電流的實(shí)時(shí)控制,使其產(chǎn)生可控電磁力來實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)子的非接觸懸浮,因此具有無接觸、適合高速、動(dòng)力特性易于控制等特點(diǎn),已成為高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械的關(guān)鍵支撐單元。本文旨在對(duì)磁懸浮高速電機(jī)主動(dòng)電磁軸承-剛性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行分析與控制。文章在介紹懸浮高速電機(jī)主動(dòng)電磁軸承-剛性轉(zhuǎn)子控制系統(tǒng)各組成單元的基礎(chǔ)上,建立了考慮轉(zhuǎn)子不平衡的主動(dòng)電磁軸承-剛性轉(zhuǎn)子數(shù)學(xué)模型,并分析了其開環(huán)不穩(wěn)定的特性,以此說明對(duì)主動(dòng)電磁軸承-剛性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)控制的必要性。針對(duì)主動(dòng)電磁軸承-剛性對(duì)稱轉(zhuǎn)子,分析了PD控制下系統(tǒng)的固有振動(dòng),求解出了系統(tǒng)模態(tài)特征根解析式,并在此基礎(chǔ)上研究了比例反饋系數(shù)P及速度反饋系數(shù)D對(duì)系統(tǒng)固有振動(dòng)的阻尼和頻率的影響。分析了系統(tǒng)因轉(zhuǎn)子不平衡導(dǎo)致的受迫振動(dòng),求解出了不平衡力振動(dòng)的解析表達(dá)式,并據(jù)此得出其振動(dòng)特點(diǎn)。給出了PD閉環(huán)控制器參數(shù)調(diào)整依據(jù),以及閉環(huán)系統(tǒng)的頻率特性。同時(shí),分析了PD控制用于耦合的電磁軸承-剛性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)時(shí)的缺點(diǎn)。針對(duì)主動(dòng)電磁軸承-剛性一般轉(zhuǎn)子系統(tǒng),分析了兩種坐標(biāo)下系統(tǒng)耦合特性,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了前饋解耦控制器將原本相互耦合的主動(dòng)電磁...

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１典型的前饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)框圖??

量的大小對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，通過合理的補(bǔ)償，削弱甚至消除擾動(dòng)作用對(duì)被控變量的影響。??從定義可知，前饋控制的應(yīng)用關(guān)鍵是前饋補(bǔ)償器的設(shè)計(jì)。??圖１－１表示了一個(gè)典型的前饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)的框圖１１６２］。??ｄ?＼?｜?，＋?０??—＿＿?！，＾Ｊ?卜??４Ｍ３１——￣￣??前饋補(bǔ)償器?Ｌ?ｉ....

圖１－２前饋－反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)框圖??，入正

構(gòu)成前饋－反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)。這樣既發(fā)揮了前饋調(diào)節(jié)作用及時(shí)的優(yōu)點(diǎn)，又能客服前饋控制的各??種局限。??一個(gè)典型的前饋－反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)如圖１－２所示，圖中，階的為反饋調(diào)節(jié)器的傳遞函數(shù)，??實(shí)際中通常為ＰＩＤ控制器。??前饋補(bǔ)償器?丨??反饋補(bǔ)償器??Ｉ?Ｉ??圖１－２前饋－反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)框圖....

圖２－１磁懸浮高速電機(jī)電磁軸承－轉(zhuǎn)子系統(tǒng)??

運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的信息處理和控制功能，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)化和智能化。一個(gè)機(jī)電一??體化系統(tǒng)，既存在機(jī)械部分，也包含電氣部分和控制部分，通常由機(jī)械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)（計(jì)??算機(jī)）、傳感檢測(cè)系統(tǒng)（傳感器）、執(zhí)行元件系統(tǒng)（執(zhí)行器）等系統(tǒng)組成。如圖２－１所示，??針對(duì)電磁軸承－轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，其基....

圖２－２電磁鐵結(jié)構(gòu)??

因此電磁鐵是一類可控的“主動(dòng)”電磁元件。??電磁鐵磁路及電磁力分析：??設(shè)電磁鐵－轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的磁路中的磁通密度為５，對(duì)如圖２－２所示的磁路作以下假設(shè)：??／廣■?／?叫ｚ仏＋２５??圖２－２電磁鐵結(jié)構(gòu)??ａ）

本文編號(hào)：4036517