磁悬浮系统控制过程的理论基础和技术实现

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1、上海太学硕士学位论文Absb,'aet摘要+磁悬浮技术是利用磁场力将物体悬浮于空间，使其与其它物体没有直接机械接触的一种新型支承技术。由于它具有无摩擦、无磨损、无污染、低噪声以及寿命长等优点，也是目前研究热门的重要原因，因此它在交通、航空航天、机械加工等高科技领域有着广泛的应用前景。磁悬浮系统是涉及众多学科和领域的综合系统。影响磁悬浮系统性能的最关键部件是控制器的性能。控制器的性能基本决定了整个系统的最终性能，如：控制精度、刚度、鲁棒性等。而影响控制器性能的除了自身的设计外还与调试过程密切相关。因此，本文在研究控制器设计方法的基础上，重

2、点介绍控制器的调试过程。首先，将磁悬浮系统的支承方式分为两种：平动支承和转动支承。本文在分析了两种不同支承形式的单自由度磁悬浮系统数学模型的基础上，用传统线性方法和离散分析方法对两种支承方法进行设计，然后以此为依据，分析它们对应的多自由度磁悬浮系统，并以磁悬浮轴承为例建立了考虑陀螺效应的多自由度磁悬浮系统的数学模型。其次，在磁悬浮系统的数学模型基础上，介绍了相对应的控制器、控制方案和功率放大器等系统关键环节的设计过程，其中包括运用现代计算机技术在磁悬浮系统控制中的的设计思想。以上述设计思想为基础，介绍设计多自由度磁悬浮系统的控制器的方法

3、与一般步骤，并介绍在调试过程中解决陀螺效应问题和超静定力问题的方法。接着，介绍了单自由度磁悬浮数控系统的硬件设计方法和调试过程。为建立5自由度数字控制系统奠定了理论和技术基础。本文的理论分析结果均经过实验得到了证明。本文详细介绍了1个磁悬浮支承机床导轨平台的调试过程，其中包括利用五自由度磁悬浮控制系统的设计方法设计六自由度磁悬浮平台的控制系统的过程，以及超静定力问题的调试方法等。平台的静态悬浮精度(振动幅度)≤1gm，动态精度(振动幅度)≤10lain。总承载力105．5虹，单位匿积承载力≥0．3N／ram2。关键词：磁悬浮技术控制器功

4、率放大器陀螺效应超静定力·本论文工作得封国家863高新技术研究发展计翅(N0200IAA423310)“高档数控帆床中的主动磁悬浮技术”项目和国家自然科学基金(No50475181)“磁轴承的智能化机理及关键技术的研究”项目的联台资助。上海大学硕士学位论文Abc,tl∞tABSTRACT‘Magneticsuspensiontechnologyisanewkindsupposingtechnologywhichletob-jectsuspendspaceusingelectricmagneticforceandmakeobjectins

5、uspensionhavenomechanicalcontactwithotherobjects．Itisextensiveapplicationforegroundintraffic，aviation&spaceflight,mechanicalprocessandhigh4echnologydomainbecauseofad-vantageofnofriction，noabrasion，nopollution,lownoiseandlonglifeandpoPresearchfield．Magneticsuspensionsyste

6、misakindintegratedsysteminvolvedwithnumeroussubjectsandfieldsTheperformanceofcontrolleristhemostpivotalpartaffectedtheca-pabilitymagneticsuspensionsystem．Inessencetheperformanceofcontrollerdecidestheultimacapabilityoftheentiresystemsuchascontrolprecifion，ri蒈dity,robust，a

7、ndetc．Testprocessingalsoaffectstheperformanceofcontrollerexceptitsdesign．Sothepaperwillimportantpresenttheprocessingofcontrolleronthebasicresearchofthemethodologicaldesign．Firstly,accordingtosupportingmannermagneticsuspensionsystemcanbedividedintolevel—movesupposingandnm

8、mngsupporting．Thepaperanalyzesmathematicma-trixofthetwokindsandonthebasicdesignsbytraditionallinearmann