多自由度磁悬浮控制器的模块化设计与系统集成

来源 :第七届中国磁悬浮轴承学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fever1879
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针对日益复杂的多自由度、强耦合的磁悬浮系统,设计了模块化、便于灵活集成的磁悬浮控制器.设计了专用电涡流位移传感器,并集成了比例-微分磁悬浮控制电路.采用基于精简指令集的ARM处理器及片上ADC实现8个通道的同步数据采集,采用FPGA实现了多达27个PWM通道的驱动输出,同时保证了整个系统的信号完整性.介绍了基于该控制系统设计方法的应用案例.
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会议
本文基于经典振动理论,结合磁悬浮轴承独有的刚度和阻尼可调特性,提出了一种基于控制参数切换的磁悬浮轴承隔振技术。
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分数阶控制器相比于常规PID控制器,增加了积分算子阶次和微分算子阶次两个参数,通过选取合适的阶次参数,可以改变控制器频率特性的不同频段,获得更优的动态性能和鲁棒性.为了研究和验证分数阶PID控制的控制效果,本文将该算法运用于主动磁悬浮轴承系统中,进行了基于分数阶PID的主动磁悬浮轴承控制系统的研究分析.文章仿真分析了PID和分数阶PID控制下系统的阶跃响应以及抗干扰性能,论证了分数阶PID控制器的
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轴向力偏转五自由度混合磁轴承是飞轮、控制力矩陀螺等磁悬浮惯性执行机构实现轻量化紧凑设计的理想选择.基于系统能量方程用拉格朗日方法建立五自由度磁轴承转子动力学模型,利用线性化电磁力模型推导出磁轴承控制系统模型.将轴向四通道电磁线圈电磁力控制问题解耦为轴向力偏转三自由度运动控制问题,采用交叉反馈抑制高速扁平转子的陀螺效应.仿真和实验结果表明控制策略有效且满足性能要求.
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