磁力轴承控制器的设计

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要磁力轴承与传统的轴承相比，具有无磨损、无须润滑、高转速等传统轴承无可比拟的优点，因而在世界范围内的研究与应用受到重视。目前世界上的少数发达国家已经研制出了几类磁力轴承，并且开始应用于工业生产。在我国，磁力轴承还处在实验室研究阶段，存在不少的问题，其中的一个重要的问题就是控制器的设计与转子动力性能的优化。本文分析和研究目前存在的问题以及解决该问题的方案。研究和分析了转子的动力性能。主要分析转予的动力性能与PID控制参数之间的关系，深入了解PID参数中各个参数对转子动力性能的影响程度，通过对PID参数与转子动力性能之间关系的了解，设计有利于改善

2、转予动力性能的模糊PID算法。分析和研究了磁力轴承控制器控制算法。这部分的研究主要是基于仿真软件MATLAB的强大功能，从理论上研究常规PID控制算法与模糊PID控制算法的区别。通过仿真分析，提出了其控制算法以及采用该算法的理由，通过后面的几部分内容来验证该算法。设计了具体的控制器，包含硬件和软件两方面的设计，硬件设计主要是以DSP为中心的数字控制电路设计，软件设计包括DSP的底层程序和上位机参数设置软件。在这部分中，控制器的核心是采用T1公司的TMS320LF2407A为处理器，将传统PID控制算法和模糊PID控制算法分别加以应用，设计了一个可以从实际中分析与研究控

3、制算法的系统，该系统在改善转子动力性能方面有较强的实用性。通过本项目的研究，设计出了一个可以方便地改变控制参数的的控制系统，该系统不但能够从实际中反映控制算法的好坏，同时可以结合其它的仿真工具，实现控制算法的不断优化。关键词：磁力轴承，转子动力性，模糊PID控制器，DSP数字控制器，MATLAB仿真武汉理工大学硕士学位论文AbstractComparingwiththetraditionalbearing，magneticbearinghavealotofstrongpointsuchasnon—abrasion，highspeedandsoon，anditsrese

4、archandapplicationbecomemoreandmorepopularallovertheworld．Nowadays，fewdevelopedcountrieshavedevelopedsomekindsofmagneticbearingandmakeuseofitinpractice．Inourcountry，themagneticbearingareinresearchinlabandhavelotsofproblemswhichneedustosolve．Howtoimprovethedynamiccharacterofmagneticbeari

5、ngisthemajorproblemwearegoingtosolveinthisthesis．Wearegoingtodiscusstheproblemspresentandtoprovidethewaysolvingtheseproblemsbythreestepsinthisthesis．Firstly，analyzethedynamiccharacteristicsofturbinemagneticbearingsystembasedontheconnectionbetweendynamiccharacteristiesandparametersofcont

6、rollet．ThemajortaskistoanalyzetheconnectionbetweendynamiccharacteristicsandparametersofcontrollerandwhichparameterdeterminethemajordynamiccharacteristicsandtodesignthebetterfuzzyPIDarithmeticforthemagneticbearing．Secondly，analysisandresearchofcontrolarithmeticofmagneticbearing．Inthispar

7、t，themajortaskistostudythedifferencebetweenfuzzyPIDandtraditionalPIDarithmeticintheorybasedontheusefultool—MATLAB．Atlast，thedesignofthecontrollerincludehardwareandsoftwaredesign．ThehardwaredesignisthedesignofdigitalcircuitbasedonDSPandthesoftwaredesignincludetheuppercomputerand