基于GMA的可控徑向油膜軸承控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、本文研究一種新型的具有主動控制功能的徑向油膜軸承的控制系統(tǒng)。該軸承利用超磁致伸縮微致動器(Giant Magnetostrictive Actuator-GMA)對油膜軸承位置進行靜態(tài)調(diào)節(jié)，并能動態(tài)主動抑制徑向油膜軸承的振動，達到提高油膜軸承定位精度和穩(wěn)定性的目的。論文以轉(zhuǎn)子同頻振動抑制為主要研究目標，對這種新型主動控制油膜軸承的控制系統(tǒng)展開理論和實驗研究，完成的主要工作有： 納入GMA的機-磁藕合模型和軸承油膜動態(tài)模型，用狀態(tài)

2、空間法建立了可控徑向油膜軸承的動力學系統(tǒng)模型。利用MatLab Simulink仿真軟件，在激勵電流和偏心質(zhì)量作用下，對以可控軸承為支撐的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進行了動力學分析。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計并仿真研究了可控軸承的多種控制策略，包括輸出比例反饋控制、狀態(tài)反饋控制和線性二次型最優(yōu)控制。 自主設(shè)計和開發(fā)了一套可控徑向油膜軸承的數(shù)字控制器。該數(shù)字控制器以高性能HCS12單片機為核心，以轉(zhuǎn)子軸心位移作為控制信號的反饋，進行主控振動控制。同時，根據(jù)同

3、頻振動的特點，提出了一種多點式PID控制算法。針對一般線性推挽式可控電流源功耗大、動態(tài)驅(qū)動GMA能力不足的缺陷，研制出一種具有大功率輸出的超磁致伸縮執(zhí)行器驅(qū)動源。該電源具有“軌-軌”的電壓輸出能力，可大幅度提高GMA的動態(tài)響應(yīng)能力。 在單跨轉(zhuǎn)子試驗臺上對可控軸承進行了系列實驗研究。包括：不同載荷、轉(zhuǎn)速和偏心質(zhì)量下的可控軸承的調(diào)心實驗；可控軸承兩個致動器的耦合試驗；諧波激振對同頻振動抑制實驗；輸出反饋控制試驗和多點PID控制實驗。