轴向磁悬浮轴承及控制器研究

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1、硕士论文轴向磁悬浮轴承及控制器研究摘要主动磁悬浮轴承是一种典型的机电一体化产品，是一种新型的高性能支承部件。由于其具有诸多优点，从而应用需求越来越广。但由于技术复杂、难度大等原因，目前国内的磁悬浮轴承研究大多处于实验室阶段。根据工程应用需要，在满足控制性能要求情况下，本着成本低、系统结构简单的原则，对轴向磁悬浮轴承及控制系统进行研究设计。主要工作体现在：(1)根据具体的应用要求，建立相关的数学模型，对轴向磁悬浮轴承的机械结构和电磁线圈进行设计。(2)针对轴向磁悬浮轴承的特点，对位移检测进行分析研究，设计具有结构简单、动态特性好、精度高、成本小等优点的电容位移传感

2、器作为磁悬浮轴承检测装置。(3)通过对磁悬浮轴承常用控制实现方法研究，采用脉宽调制信号控制线圈开关的思想，省去功率放大器的设计，简化了控制系统结构。实现了自行设计的电容位移传感器在磁悬浮轴承中进行位移检测的运用，以及无须专门进行功率放大器设计的控制系统设计。所设计的轴向磁悬浮轴承控制精度高，具有一定的承载能力和刚度，抗外界扰动性能强；且成本较低，控制系统结构得到了简化。关键词：轴向磁悬浮轴承，电容位移传感器，差动激励，PID控制AbstractActiveMagneticBearing(AMB)isoneoftypicalmechatronicsproducts

3、andanewtypehighperformancesupportingcomponent．Itisbeingextensivlydemandedforapplication，becauseofitsmanymerits．However，duetotechnicalcomplexity，difficultyandotherreasons，thecurrentdomesticstudyofmagneticbearingsismostlybeinginthelaboratorystage．Basedontheapplicativeneedsofaproject，in

4、alesscosts，simplestructure，andmeetingthecontrolperformance，theentireaxialmagneticbearingandcontrolsystemisstudiedanddesigned．Mainworkreflectson：(1)Accordingtothespecificrequirementsofapplication，themathematicalmodelisestablished．themechanicalstructureandelectromagneticcoiloftheaxialm

5、agneticbearingaredesigned．(2)Accordingtothecharacteristicsoftheaxialmagneticbearingsandthestudyofthedisplacementdetection，thecapacitancedisplacementsensorswiththeadvantagesofsimplestructure，gooddynamiccharacteristics，highprecisionandlowcosts，isdesingedausthedetectiondeviceofmagneticb

6、earing．(3)Bystudyingthecommencontrolmethodsappliedinmagneticbearings，wecreativelydesignthePWMsignaltocontrolcoilswitch，andsimplifythestructureofcontrolsystemwithoutthepoweramplifierdesign．Theapplicationofself-designedcapacitancedisplacementsensorwhichisusedinthemagneticbearingasthede

7、tectiondeviceandthedesignofcontrolsystemwithoutdevotingtothepoweramplifierdesignaresuccessfullyrealizedinthispaper．Theaxialmagneticbearingdesignedhastheadvantagesofhighcontrollingprecision，carryingcapacityandstiffness，stronganti—disturbance，whatismore，lowercostsandsimplercontrolsyste

8、mstructure．K