基于dsp的气体挤压膜轴承控制器研究

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1、中图分类号：TH138.9TB552论文编号：102870515-S139学科分类号：080203硕士学位论文基于DSP的气体挤压膜轴承控制器研究研究生姓名张文轲学科、专业机械设计及理论研究方向机电一体化指导教师马希直副教授南京航空航天大学研究生院机电学院二О一五年一月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofMechanicalandElectricalEngineeringResearchonCon

2、trollerofSqueezeFilmAirBearingBasedonDSPAThesisinMachineryDesignandTheorybyZhangWenkeAdvisedbyAssociateProfessorMaXizhiSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringJanuary,2015承诺书本人声明所呈交的博/硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果

3、。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：摘要气体挤压膜轴承是一种新型气体轴承，它利用压电材料的逆压电效应在工作面的法向产生高频振动，使激振盘和悬浮体之间的气体不断受到挤压，由此形成高于外部环境压力的气膜压

4、力。气体挤压膜轴承不需要外部供气或支承表面的切向相对运动，可以应用于传统支承无法满足要求的场合，因此其应用前景十分广阔。但是，现有气体挤压膜轴承离实际工程应用还有一定的差距。本文主要对气体挤压膜轴承设计一种控制系统，使其能够实现悬浮高度的自适应控制。以变幅杆式的气体挤压膜悬浮平台为研究对象，通过对固定悬浮体模型和自由悬浮体模型的分析求解，得出影响气体挤压膜悬浮平台性能的主要因素为激振振幅和频率。以理论分析结果为指导，对气体挤压膜悬浮平台控制系统进行设计，实现悬浮高度的自适应控制。控制系统以TMS320

5、F28335芯片为核心，与信号发生模块，频率跟踪模块，信号调理模块等共同组成控制器的硬件部分。简要介绍模糊控制原理，建立控制模型，通过simulink对模糊PID和PID进行仿真并比较。建立气体挤压膜悬浮平台调试系统，并对系统进行在线调试，使其能够正常运作。设计试验验证气体挤压膜悬浮平台控制系统的性能。通过试验证明该控制系统能够使气体挤压膜悬浮平台实现悬浮高度的自适应控制。关键词：气体挤压膜轴承，DSP，TMS320F28335，频率跟踪，模糊PIDIABSTRACTSqueezefilmbearin

6、gisanewkindairbearing.Ittakesadvantageofhighfrequencyvibrationinthenormaldirectionoftwosurfacesproducedbyconversepiezoelectriceffectofpiezoelectricmaterial.Withthegasbetweenvibrationandsuspensionplatesqueezedcontinually,theairpressureinthisareaishighert

7、hanambientpressure.Squeezefilmbearingcouldworkwithoutexternalpressurizedairorrelativetangentialmovementbetweentwosurfaces,whichcanbeappliedtodifferentconditionswithtypicalbearing.Hence,ithasabroadapplicationprospect.However,thesqueezefilmbearingavailabl

8、eisfarawayfromtheengineeringstandard.ThepresentworkmainaboutdesignacontrolsystemforsqueezefilmbearingtorealizingadaptivecontrolofsuspensionheightTakingthehorntypesqueezefilmlevitationstageastheresearchobjective,throughanalysiswit