姿態(tài)可控磁懸浮軸承系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、在冶金、造紙等帶材生產(chǎn)行業(yè)，使用大量電-液伺服系統(tǒng)控制液壓缸驅(qū)動(dòng)的糾偏裝置。這種方法故障率較高、維護(hù)比較困難等，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品表面質(zhì)量下降，等更嚴(yán)重事故。為了彌補(bǔ)電液糾偏的不足，尤其為了滿足一些對(duì)生產(chǎn)環(huán)境有苛刻要求的精密制造行業(yè)的需要，設(shè)想采用一種新型的糾偏方法——電磁糾偏。此種糾偏方式利用外轉(zhuǎn)子磁懸浮軸承的成熟技術(shù)，在原有磁懸浮控制系統(tǒng)中加入轉(zhuǎn)子姿態(tài)控制，并且根據(jù)技術(shù)要求對(duì)整體結(jié)構(gòu)、磁路以及控制系統(tǒng)進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)帶材糾偏?？朔?/p>

2、有糾偏方式的缺點(diǎn)。 本文首先對(duì)電磁糾偏輥系統(tǒng)項(xiàng)目背景尤其是結(jié)構(gòu)、原理進(jìn)行了詳細(xì)介紹，并介紹了相關(guān)技術(shù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀。 其次，對(duì)磁懸浮糾偏裝置(即姿態(tài)可控磁懸浮軸承)所特有的偏角磁場(chǎng)與大氣隙磁場(chǎng)分別進(jìn)行了磁路有限元ANSYS仿真和數(shù)值計(jì)算，證實(shí)了設(shè)計(jì)思路的可行性，分析了在具體調(diào)試中可能在磁場(chǎng)方面會(huì)遇到的問(wèn)題，提出了相應(yīng)的解決方法。并基于電磁場(chǎng)分析的結(jié)果對(duì)系統(tǒng)的非線性與漏磁情況進(jìn)行了分析。 接下來(lái)，針對(duì)磁場(chǎng)有限元仿

3、真與數(shù)值計(jì)算的結(jié)果，對(duì)糾偏輥實(shí)驗(yàn)裝置磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。采取了電磁與永磁體混合的磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)，并對(duì)設(shè)計(jì)出的磁路設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了有限元仿真和磁路計(jì)算，最終得出了現(xiàn)有的磁路結(jié)構(gòu)，大大降低了控制系統(tǒng)與功率放大系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度。 在完成磁路設(shè)計(jì)以后，以混合磁懸浮方案的徑向單自由度系統(tǒng)為例，應(yīng)用MATLAB進(jìn)行了系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立，PID控制器的設(shè)計(jì)和仿真，并進(jìn)行了控制器的優(yōu)化設(shè)計(jì)。依據(jù)所得的仿真數(shù)據(jù)，在大氣隙的特殊情況下，成功的實(shí)現(xiàn)了混合磁場(chǎng)實(shí)