磁轴承参数辨识与数控平台研究

《磁轴承参数辨识与数控平台研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、国防科学技术大学硕士学位论文磁轴承参数辨识与数控平台研究姓名：阮一高申请学位级别：硕士专业：航空宇航科学与技术指导教师：肖凯2010-11国防科学技术大学研究生院工学硕士学位论文摘要主动磁轴承是一种新型的高性能轴承，已被广泛用于机械加工、涡轮机械、航空航天等领域，被公认为是极有前途的新型轴承。控制器是磁轴承系统的核心，为了得到更加精确的控制器，设计一个品质优良的控制器必须先深入了解系统的模型，因此系统模型辨识就显得极其重要，本论文的主要研究工作有：(1)研究了磁轴承系统的受力模型。建立了磁轴承的动力学方程，推导

2、得到了飞轮转子的位移微分方程，并建立了状态方程。建立磁轴承系统各个环节的模型，为后面的模型辨识仿真做准备，对系统的控制进行了仿真分析。(2)回顾了系统辨识的基础理论和基本方法。阐述了参数辨识的几种方法，最小二乘法、极大似然估计等。重点研究了子空间辨识的理论方法，子空间辨识方法的定义、实现过程。(3)研究了子空间辨识的算法，分析算法中用到的正交投影理论和数值方法，在建立磁轴承系统各个环节模型的基础上用子空间辨识算法对磁轴承系统进行系统辨识仿真，并用参数辨识方法通过实验获得了磁轴承系统的力-位移系数和力-电流系数。

3、(4)基于PXIe-8108控制器和LabVIEW软件构建了磁轴承的数字控制平台，用构建的平台进行磁轴承控制的实验研究，在磁轴承系统静态悬浮的基础上获得了位移振动曲线，并合成上下轴的轴心轨迹。本论文应用子空间的辨识方法实现了磁轴承系统模型的辨识仿真，得到了与理论模型较为吻合的仿真结果，并应用PXIe数字控制平台实现了磁轴承系统的稳定悬浮。主题词：主动磁轴承控制器系统辨识子空间辨识数控平台LabVIEW第i页国防科学技术大学研究生院工学硕士学位论文ABSTRACTTheActiveMagneticBearingw

4、hichisanewtypeofbearingwithhighperformance,iswidelyusedinthefieldofmechanism,turbine,vacuumandsoon,andisrecognizedforitsbrilliantapplicationfireground.ControlleristhecoreoftheActiveMagneticBearingsystem,Wemustunderstandthemodelofthesystemdeeply,togetamoreacc

5、uratecontrollerandthendesignacontrollerofbetterquality,sothemodelidentificationofthesystemissoimportant.Themainresearchworkinthisthesisare:(1)Themechanicalmodelofmagneticbearingsystemwasstudied.Thedynamicequationswereestablished.Thenthedifferentialequationan

6、dalsothestateequationofthedisplacementofflywheelrotatorwerederived.What’smore,themodelofeachprocedureinthemagneticbearingsystemwasgivenandthediagramoftraditionaltransferfunctionofthesinglechannelmagneticbearingsystemwasalsoconstructed,whichmadepreparationsfo

7、rthefollowingmodelidentificationandsimulation.(2)ThefundamentaltheoriesandmethodologiesofSystemIdentificationwereretrospect.Severalmethodologiesforparametersidentificationwereintroduced,includingLeastSquaremethod,MaximumLikelihoodEstimationmethodandsoon.Butt

8、hemainstudywasfocusedonthetheoryandmethodologyofsubspaceidentification,whosedefinitionandfulfillingprocesswerealsostudieddefinitely.(3)Thearithmeticofsubspaceidentificationwasstudied.Thentheorth