精密气磁轴承的误差补偿和控制方法的研究

发布时间：2023-10-27 19:00

　　当今科学技术飞速发展,对轴系的精度要求也越来越高。如何满足不断增长的高精度要求,经济合理、技术可行地找到解决的方案,本文提出了一种将气体轴承和磁悬浮轴承相结合的轴承系统,它由气体轴承作为主要承载元件,磁轴承作为辅助元件修正主轴承的误差。该系统是一个带有反馈的闭合系统,在主轴上安装了三个传感器,采到的数值作为系统的输入,该数值经A/D变换,转换成数字信号传入作为硬件CPU的数字信号处理器(DSP)中,采用了2种控制算法,一种为误差分离与补偿的算法,另一种为数字PID算法,最后得到磁悬浮轴承的控制律,把信号经D/A转换加载到磁悬浮轴承上,修正主轴位置的偏离。通过对气磁轴承混合轴系数学模型的求解,得出在无扰动情况下的主轴质心运动轨迹,在由这2种仿真算法得出的图像对比无扰动的情况,可以看出,精度得到提高。

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景(或引言)
    1.2 气体轴承的研究现状
        1.2.1 静压气体轴承的国内外研究现状
        1.2.2 动压气体轴承的国内外研究现状
    1.3 磁轴承的研究现状
        1.3.1 国外磁轴承的研究现状
        1.3.2 国内磁轴承的研究现状
    1.4 论文研究的主要内容
2 气磁轴承轴系及其控制系统
    2.1 气磁轴承混合轴系的组成和工作原理
    2.2 静压气体轴承的静态特性分析
    2.3 磁轴承的控制方法
        2.3.1 控制系统的组成
        2.3.2 磁轴承的控制方法
    2.4 本章小结
3 气磁轴承主轴系统的动力学建模
    3.1 主动磁轴承的电磁力分析
    3.2 四自由度主动磁轴承转子动力学模型的建立
    3.3 气磁轴承轴系的动力学建模
    3.4 系统仿真
    3.5 本章小结
4 主轴系统的控制器设计
    4.1 气磁轴承主轴系统的误差的分离与误差补偿算法
        4.1.1 误差分离
        4.1.2 传感器的安装
        4.1.3 误差补偿的机理
    4.2 数字PID算法
        4.2.1 PID控制原理
        4.2.2 PID控制器参数整定
        4.2.3 改进的数字PID控制
    4.3 本章小结
5 控制系统的硬件平台的设计
    5.1 数字信号处理器TMS320F2812简介
        5.1.1 TMS320F2812的主要特征
        5.1.2 中央处理单元(CPU)
        5.1.3 片内存储器
        5.1.4 模数转换模块
        5.1.5 中断管理
    5.2 数字控制器硬件设计
        5.2.1 A/D采样通道设计
        5.2.2 抗混叠滤波
        5.2.3 D/A转换通道的设计
        5.2.4 DSP复位电路的设计
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
独创性声明
学位论文版权使用授权书



本文编号：3857088