磁力轴承的设计与控制.doc

磁力轴承的设计与控制

2.15万字 42页 原创作品，独家提交，已通过查重系统

摘要 磁力轴承是一种利用受控磁场力使工作中的电机转子稳定悬浮的高性能新型轴承。这种特殊的工作方式使其具有无机械摩擦、无需润滑、低噪音、低功耗、使用寿命长等优点，在现代科学技术的各个领域有着广泛的应用前景和重要的研究意义。
本文首先讨论三种磁力轴承（主动磁力轴承，被动磁力轴承和混合磁力轴承）的工作原理，对比分析了他们之间的差异。然后着重介绍了单自由主动磁力轴承，给出了结构图，并对它的轴承模型进行线性化，建立了传递函数模型。然而磁力轴承是典型的机电一体化系统，能否实现工作转子的稳定关键在于所采用的方案的控制性能。接着本文建立了差动励磁方式控制的磁力轴承控制系统模型，并在此模型的基础上建立了传统PID控制的模型，分析了PID控制参数KP、KI、KD分别对系统控制性能的影响，据此找到一组合适的参数来对磁力轴承控制系统进行模拟仿真。针对在整个控制过程中保持控制参数不变的缺点我们又提出了参数可调节的PID控制，并给出了各个参数对被控量偏差以及偏差的变化率的一组函数，在此函数基础上对磁力轴承系统进行仿真，结果表明调节性能得到了明显的改善。


关键词：磁力轴承 单自由度 主动磁力轴承 PID控制