磁浮轴承控制的研究

【作者】 林治强；

【导师】 张华容； 何钦象；

【作者基本信息】 西安理工大学 ， 机械电子工程， 2002， 硕士

【摘要】 本文主要研究了H∞理论对单自由度磁悬浮主轴单元(AMB)的控制作用，并以数字信号处理器(DSP)为核心建立了该单元的数字控制系统。 首先，本文简要介绍了磁浮主轴单元的工作原理，对电磁力进行了分析。 其次，采用集总参数法建立磁悬浮主轴单元的数学模型，得到该单元的状态空间方程。在此基础上，利用H∞理论的混合灵敏度法，根据系统受干扰的情况选择合适的加权灵敏度函数，设计出能使该系统稳定且提高系统鲁棒性的控制器。通过计算机仿真将H∞控制器和PID控制器的控制效果进行对比。 第三，建立了以DSP为核心包括信号预处理、A／D转换、脉宽调制(PWM)、功放电路在内的数字控制系统。针对我们使用的DSP实际情况，解决了DSP与计数器8254-2时序不匹配的问题；对功放电路加以改进，提高功放电路的稳定性。在单自由度数字控制系统的基础上设计五自由度控制系统。更多还原

【Abstract】 In this paper,the control effect of H theory used in single degree-of-freedom active magnetic bearing(single DOF AMB) is studied and the digital control system is founded.Firstly,working principle of AMB is introduced and the magnetic force is analysed in this paper.Secondly,we found the mathematical model by concentrated parameter and get the state space equation of AMB. On the base of above,we take into account disturbances of AMB and design the controller which can not noly steady the system but also increase robust ability of the system by choosing suitable weighting sensitivity function. We compare the results of simulation of H controller and PID controller.Lastly,we establish the digital control system which includes signal process circuit,A/D.PWM circuit and amplify circuit,etc. The problem of unsuitable time order between DSP and counter 8254-2 is solved in this paper. We improve the amplify circuit in order to increasing its stability. On the base of the digital control system of single DOF AMB,a digital control system of five degree-of-freedom AMB is designed in this paper.更多还原