主动型磁悬浮轴承滑模变结构控制的研究

发布时间：2024-05-15 20:53

　　磁悬浮轴承是利用磁场力将转子悬浮于空间,使转子和定子之间没有任何机械接触的一种新型高性能轴承。它具有无摩擦、无磨损、无污染、低能耗、低噪声以及寿命长等优点,因而在航空航天、真空技术、精密机床、机械工业以及机器人等高科技领域具有广泛的应用前景。本文研究了磁悬浮轴承的变结构控制,主要工作如下: 首先,分析了磁轴承系统的结构和工作原理,在平衡点附近建立了单自由度转子的传递函数模型,并在此基础上建立了磁悬浮轴承径向四自由度转子的数学模型。 其次,介绍了磁轴承系统关键部件的组成和优化设计,进一步设计和优化了现有的磁轴承系统实验平台,建立起了以PC机为上位机,以TMS320LF2407A型DSP为下位机的主从控制系统。 再次,为进一步增强主动磁轴承系统的鲁棒性和稳定性,改善系统的控制品质,本文提出了有效可行的基于组合趋近律的离散滑模变结构控制方案,进行了仿真实验,并与常规PID控制器的仿真结果进行了分析、比较研究。 最后,在所建立的磁轴承系统实验平台上进行滑模变结构控制和PID控制实验,实现了磁轴承系统的两端稳定悬浮。通过实验数据的采集、分析和研究,验证了变结构控制更加适合于磁轴承系统的控制。

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图3.5系统硬件电路图

-24-图3.5系统硬件电路图图3.6系统实物图

图3.6系统实物图

-24-图3.5系统硬件电路图图3.6系统实物图

图3.8调试过程中的PWM波形输出3．主程序设计

(3)初始化CMPRx寄存器。(4)设置和装载COMCONx寄存器。(5)设置和装载T1CON或T3CON寄存器，来启动比较操作。(6)更新CMPRx寄存器的值。实验调试过程中用示波器观察DSP对应管脚上的PWM输出波形如图3.中可以看出，根....

图4.6磁悬浮轴承滑模变结构控制的位置跟踪响应曲线和滑模运动的相轨迹

b基于变速趋近律的离散变结构控制位置跟踪响应和相轨迹图c基于组合趋近律的离散变结构控制位置跟踪响应和相轨迹图图4.6磁悬浮轴承滑模变结构控制的位置跟踪响应曲线和滑模运动的相轨迹从图4.6中a的相轨迹可以看出，采用指数趋近律控制时的切换带为带状，在稳态时会产生较大的抖振；从图....

本文编号：3974203