電磁軸承控制系統(tǒng)設計與分析.pdf

1、電磁軸承作為一種新的支撐形式，具備使用壽命長、無磨損、位置精度高和環(huán)境適應性強等優(yōu)點，時至今日成為國內(nèi)外研究的熱點。本文以600Wh飛輪儲能系統(tǒng)研發(fā)項目為背景，重點研究飛輪儲能系統(tǒng)的電磁軸承控制系統(tǒng)仿真，為樣機的研制提供了理論參考。
　　本文介紹了電磁軸承控制系統(tǒng)的基本結構，建立了電磁力和轉子的數(shù)學模型?；趥鹘y(tǒng)PID控制，建立控制器、位移傳感器、功率放大器的數(shù)學模型，建立整個閉環(huán)控制系統(tǒng)的結構框圖和傳遞函數(shù)。分析控制器參數(shù)對電磁

2、軸承等效剛度等效阻尼的影響，根據(jù)勞斯判定確定控制器參數(shù)范圍，給出最優(yōu)的一組控制參數(shù)進行傳統(tǒng)PID控制仿真。為了解決電磁軸承的非線性，利用S函數(shù)編寫變參數(shù)PID控制，兩種仿真結果進行對比分析。介紹電磁軸承控制系統(tǒng)的實驗設計，NI PXI相關硬件的性能和電渦流傳感器的工作原理。分析功率放大器的性能指標和參數(shù)之間的關系，設計單自由度電磁軸承靜力學測試試驗臺。根據(jù)對電磁軸承的試驗系統(tǒng)的硬件分析，方便搭建試驗樣機的控制系統(tǒng)。利用Labview進行

3、電磁軸承控制系統(tǒng)仿真，將系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)采集、控制算法、數(shù)據(jù)輸出、實時監(jiān)測等幾大模塊，良好的前面板布置便于人機交互。在計算機上進行控制仿真，減少開發(fā)周期和開發(fā)難度。使用動力學仿真軟件ADAMS和控制系統(tǒng)仿真軟件MATLAB/Simulink分別建立樣機的機械系統(tǒng)模型和控制系統(tǒng)模型，對徑向電磁軸承以及轉子系統(tǒng)進行聯(lián)合仿真，在虛擬環(huán)境下轉子能夠實現(xiàn)穩(wěn)定懸浮，并得到轉子的起伏特性曲線。仿真結果表明，通過聯(lián)合仿真可以驗證試驗的可行性和正確性，為電磁