主動磁軸承數(shù)字功率驅(qū)動電路的設(shè)計與研究.pdf

1、磁懸浮軸承是通過能夠主動控制的電磁力作用于轉(zhuǎn)子使其懸浮在空中,實現(xiàn)對轉(zhuǎn)子無機(jī)械接觸的支承,是一種高性能軸承。它具有傳統(tǒng)機(jī)械軸承所不具備的優(yōu)點,經(jīng)久耐用、無污染、適應(yīng)多種環(huán)境、能實現(xiàn)超高速、實時監(jiān)測和控制。磁懸浮軸承已經(jīng)在空間技術(shù)和其他高技術(shù)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,磁懸浮軸承性能的提高對于空間工業(yè)、機(jī)床工業(yè)、重工業(yè)等行業(yè)的技術(shù)革新具有重大意義。
　　 本文主要研究設(shè)計了一種新型的主動磁軸承數(shù)字功率驅(qū)動電路,采用數(shù)字控制器與專用集成芯片結(jié)

2、合的控制系統(tǒng),促進(jìn)了系統(tǒng)的小型化和集成化,針對功率驅(qū)動電路設(shè)計了保護(hù)電路,提高了系統(tǒng)的可靠性。在系統(tǒng)的軟件設(shè)計中,采用模糊自整定PID的控制方法,提高了系統(tǒng)的自適應(yīng)性。
　　 本文主要的研究工作如下:
　　 1.分析并建立單自由度磁軸承控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,利用勞斯判據(jù)判定了本系統(tǒng)滿足穩(wěn)定系統(tǒng)的必要條件。
　　 2.采用TMS320F2812DSP作為系統(tǒng)的數(shù)字控制器,設(shè)計了系統(tǒng)的軟件,在軟件上設(shè)計了一種模糊自整定

3、PID的控制算法,并在硬件和軟件中采取了抗干擾措施。
　　 3.設(shè)計了PWM產(chǎn)生電路及功率主電路,針對實際應(yīng)用中存在的問題進(jìn)行了電路的優(yōu)化,包括功率主電路的參數(shù)設(shè)計、保護(hù)電路設(shè)計、電磁兼容設(shè)計。
　　 4.運用仿真軟件Matlab對控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真,獲得了較好的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能;對功率主電路進(jìn)行Pspice仿真,總結(jié)了幾個減小負(fù)載線圈電流紋波的措施。在系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子懸浮實驗中,給出了轉(zhuǎn)子的位移波形,并對實驗結(jié)果進(jìn)行了分析,驗