磁力轴承支承特性的研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文摘要磁力轴承的出现，为转子提供了j一弄审‘可以实用的主动控制支承技术，而且能够实现传统轴承无法实现的综合性能指标。然而，在目前的磁力轴承研究中存在着一个突出的问题，即在研究磁力轴承控制系统时，往往将主轴作为刚性处理，而在研究磁悬浮转子时往往采用转子动力学方法，将支承进行刚性处理。磁力轴承是典型的机电一体化产品，磁力轴承的控制系统为磁悬浮转子提供合适的支承刚度和阻尼，磁悬浮转子的动态特性是转子结构动态特性和磁力轴承支承特性共同作用的结果。磁力轴承控制系统是以转予的结构动态特性为问题的出发点和归宿。本文的主要工作是：通过控制系统对磁力轴承支承特性进行研究，将为磁悬浮主轴动

2、力学的分析和控制系统的设计提供依据。本文系统地介绍了磁力轴承的工作原理、国内外发展状况及其在实际工业中的应用；分析并建立了单自由度磁力轴承控制系统的数学模型；阐述了研究磁力轴承支承特性的原因及意义。对控制系统的各组成部分进行了分析研究，并建立了控制系统传递函数。对磁力轴承的支承特性进行了研究。对磁力轴承的刚度阻尼特性进行了理论分析，针对常用的PID控制规律，推导了刚度和阻尼的计算公式，建立了磁力轴承刚度和阻尼的一般表达式。建立了单自由度磁力轴承转子系统的动刚度表达方法，对磁力轴承动刚度的频率特性进行了研究，分析了控制器各参数对动刚度的影响。磁力轴承的剐度阻尼特性是可调、可控的，可以根据实际的

3、需要进行设计以满足不同的应用要求。本文对一采用PID控制的单自由度磁力轴承系统的剐度阻尼的频率特性进行了仿真研究。论文最后在总结全文的基础上对该项研究的发展进行了展望。关键词：磁力轴承，刚度，阻尼，支承特性武汉理工大学硕士学位论文AbstractTheemergenceofActiveMagneticBearing(AMB)proddedabearingtechnologyofpracticalactivecontrolvibration1．HoweveritisanobstacletOthedevelopmentofAMBthatthestructuredynamicsofarotoris

4、nottakenintoaccotmtindesignofAMBcontrolsystemandinthecontroldesignofAMBthereisnomethodtOconsiderthestructuredynamicsofarotor．Infact．performancesofAMBaredependedonbothofAMBcontrolsystemandrotorstructuredynamics．BymeansofAMB，therotorsystemCallobtainsuitablestiffnessanddamp．Thispaperiswrittenbasesonth

5、ebelowworks：thecharacteristicsofAMBsuspensionaIestudiedindetailbystudyingAMBcontroIsystem．ItwillofferpreconditiondynamicsofAMBrotorsystemanddesignofAMBcontrolsystem．Inthispaper,theauthorintroducesAMB’Sworkingprinciple，developmentstatuSandindustrialapplication，buildsupthemathematicalmodelofsinglefre

6、edomofdegreeAMB，alsoexpoundsthereasonsandimportanceofresearchingthecharacteristicsofAMBsuspension．ThethreepartsofAMBcontrolsystemareanalyzed．ThetransferfunctionofAMBcontrolsystemmestablished．ThecharacteristicsofAMBsuspension眦studiedindetail．ThecalculationformulasofstiffnessanddampingofAMBcontrolled

7、PIDregulatorsarededuced，andtheirgeneralmathematicaldescriptionsarestatedexpressionsfordynamicstiffnessofasingle·freedegreeAMBrotorsystemamestablished．thefrequencycharacteristiCSofbearingdynamicstiffnessa咒st