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主动磁悬浮轴承是利用电磁力将转子悬浮于空间的一种新型高性能轴承,由于转子与定子之间不存在机械接触,与其它轴承相比有着无法比拟的优越性:几乎没有磨损、寿命长、能耗低、无需润滑等,因而转子可以达到很高的转速。 本文主要以机床为应用背景,对主动磁轴承的控制系统进行了研究。根据电磁轴承工作原理,建立四自由度主动磁轴承转子系统的力学模型,设计了基于TMS320LF2407A型DSP控制系统。 其中硬件包括:由片内A/D模块完成四路信号的采样,选用DAC7725P将处理后的数据转换成微弱的电压信号,以OPA548为核心的功率放大电路将弱电信号放大,产生预期的控制电流信号。本系统工作于两种电压下,而且各芯片处理速度有所不同,因此设计了必要的外围电路,包括电源转换电路、等待电路等,为了防止系统紊乱,用CPLD来产生外围电路的逻辑译码和选通,提高系统的集成度、降低噪声、增强系统可靠性并降低成本。 系统的软件设计采用了上、下位机主从式工作方式,上位机可在线检测系统工作效果、修改控制器参数。采用模糊PID控制方式,参考专家经验,设计了符合本实验条件的模糊PID控制器,可使系统始终工作在最佳状态,并通过仿真和实验验证了控制器的效果。