电磁齿轮控制系统建模及其仿真.pdf

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1、第27卷第8期计算机仿真2010年8月文章编号：1006—9348(2010)08—0303～04电磁齿轮控制系统建模及其仿真鄢吉多1，张大斌2(1．贵阳学院计算机科学系，贵州贵阳550005；2．贵州大学机械工程学院，贵州贵阳550003)摘要：研究传动装置问题，电磁齿轮通过安装在轴承上的一对通电线圈产生的磁场来传递动力。输出负载的变化需通过调整输入电流的大小来实时整定。为了能够实时根据负载变化快速调整输入电流的大小以适应输出的变化，为使传动力稳定，不受噪声干扰，利用建屯电磁齿轮传动的动力学模硝，在构建以电流为输入、总阻转矩为输出的传递函数，

2、采用电磁齿轮传动系统的零极点配曼自校iF控制算法，设计了相应的控制器，并在MArl3_JAB的Simulink环境下进行rr动态仿真。仿真结果表明，系统能够根据负载的变化实时地调整相应输入，对干扰和参数变化的适应性，保证了系统运动控制的快速性、准确性和稳定性，使电磁齿轮控制系统取得丁较好的综合控制性能。关键词：电磁齿轮；动力学模型；零极点配置；仿真中图分类号：TP21文献标识码：AModelingandSimulationofControlSystemonElectromagneticGearYANJi—du01，ZHANGDa—bin2，YA

3、NGGuo—quan3(1．DepartmentofComputerScience，GuiyangUniversity，GuiyangGuizhou550005，China；2．CollegeofMechanicalEngineering，GuizhouUniversity，GuiyangGuizhou550003，China)ABSTRACT：Electromagneticgears唧usedtotransferpowerthroughmagneticfieldproducedbytheelectricalcoilsinstalledonbe

4、ating．Theinputeurrentmaybeusedtodrivethechangeoftheoutputloadsbyadjustingontime．Foradjustingtheinputtoadaptingtheloadchange，thispaperhassetupthedynamicmodeloftheelectromng-neticgearsanddeducedthetransferfunctionwiththeelectriccurrentasinputandthetorqueasoutput．Accordingtothe

5、principleoftheelectromagneticgearstransmissionsystem．apoleandzeroplacementself—tuningcontrolalgo-rithmWaSdesigned．Atlast，dynamicsimulationWassiren．Theresultshowsthatthecontrolsystemofelectromag-neficgearstransmissioncanadjusttheinputelectriccurrentaccordingtotheloadchangeinr

6、eal—time．Itnlal【eSthecontrolsystemrapid，accurateandstable，andimproveathedynamicbehaviorobviously．KEYWORDS：Electromagneticgears；Oy㈣icmodel；Poleandzeroplacemen；Simulationl引言电磁齿轮是一种新型的非接触传动装置，它依靠电磁线圈产生的磁场力来传递转矩⋯。具有传动无震动噪声，无需润滑，启动平稳，可实现过载保护等优点，由于不需要加工轮齿，在制作小型及微型齿轮时，更显示其优越性，因此具有很

7、好的应用前景【2o。电磁齿轮的主动轮与从动轮之间依靠磁场来进行传动，基金项目：贵州省教育厅应用基础项目((2003)204)；贵州大学应用基础项目((2003)309)收稿日期：2009—06—28修回日期：2009一09一09其传递力矩的大小取决于磁场的强弱，而其磁场由通电直流线圈产生。因此，要实现电磁齿轮正常的传动，必须施加电流控制，即控制线圈的输入电流以获得满足负载要求的磁力矩，使主动轮带动从动轮稳定运转。本文通过建立电磁齿轮传动的动力学模型，在构建以电流为输入、总阻转矩为输出的传递函数的基础t，研究r电磁l奸轮传动系统的零极点配置自校正

8、控制方法，设计了相应的控制器，并在MATLAB的Simulink环境中进行了动态仿真。．-——303．———2电磁齿轮模型的建立及其稳定性分析2．1电