导读:本文包含了主动磁轴承论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:磁轴,主动,控制系统,功放,在线,磁体,动态。
主动磁轴承论文文献综述
孙浩[1]（2019）在《针对主动磁轴承转子周期性振动的控制策略研究》一文中研究指出磁悬浮轴承是一种新型非接触式支撑元件,广泛用于机械加工、航空航天、真空技术、转子动力学特性辨识与测试等领域,被公认为极有前途的新型轴承。然而,由于材料质量分布不均及加工误差等原因,导致转子质量分布不均,旋转时将产生周期性振动,严重影响转子系统的性能及安全运行。因此,抑制磁轴承转子的周期性振动,是提高系统运行精度的关键所在,也是本文研究的重点。针对高速磁悬浮电机转子的周期性振动问题,本文的研究思路是:通过对磁轴承系统进行分析,建立磁轴承系统模型及转子周期性振动模型。从磁轴承转子周期性振动产生的原因入手,提出抑制周期性振动的控制策略,并通过仿真进行验证。为了进一步验证该控制策略的有效性,设计磁轴承数字控制器,对其进行试验验证。目前,本文已完成控制策略的仿真验证、数字控制器的设计及其实用性验证,尚未对本文所提出的控制策略进行试验验证,具体研究内容如下:(1)阐述了磁轴承系统的工作原理,介绍了一种主动磁轴承的机械结构,分析了磁轴承转子悬浮力特性,搭建了磁轴承系统数学模型。建立了磁轴承转子不平衡力模型,分析了转子的周期性振动特性。(2)提出将线性自抗扰控制策略与重复控制策略相结合应用于磁轴承控制系统。分别介绍了线性自抗扰控制器及重复控制器的工作原理,将两种控制器相结合构成复合控制器,根据两种控制器位置的不同,形成的复合控制器具有两种组合结构:嵌入型与并联型。对嵌入型与并联型复合控制结构进行了详细的对比,以提高系统的抗扰动能力为侧重点完成了对复合控制器结构的选型,并整定了控制参数。(3)建立了基于复合控制结构的磁轴承控制系统数学模型,并进行了仿真验证。仿真结果表明,复合控制器不仅具有线性自抗扰控制器的稳态性能,而且能够有效抑制转子的周期性振动,在10kr/min的转速下,对转子施加幅值200N、与转速同频的周期性扰动,转子周期性振动的峰值减小了69.2%。(4)设计了基于TMS320F28335的磁轴承数字控制器,以PID控制策略为核心算法进行了高速磁悬浮电机的静态悬浮实验,实现了转子在平衡位置的稳定悬浮,验证了本文所设计的数字控制器的实用性。(本文来源于《沈阳工业大学》期刊2019-06-04）
杨兆成[2]（2019）在《径向六极主动磁轴承建模及模糊自抗扰控制研究》一文中研究指出磁悬浮轴承,简称磁轴承,是一种高性能非接触式轴承,通过磁场旋转产生一种使转子悬浮于空间的磁场力,从而使轴承的定子、转子之间没有机械接触。它具有使用周期长,磨损低以及不需润滑的高精尖优点,在一些未来发展的高科技领域如航空航天、风力发电、生命科学等领域,拥有广阔的应用前景。通用的四极或八极结构磁轴承被已经经过各方学者多年的研究,而且存在体积冗余、驱动器成本高、工作效率低等缺点。针对以上缺点,本文研究一种六极径向主动磁轴承(Active Magnetic Bearing,AMB)结构,这种磁轴承由叁相逆变器进行驱动,具有体积小、空间利用率高、技术成熟等优点,本文对这种新型六极磁轴承的研究从以下叁个方面开展理论和试验:结构参数的设计、数学模型的建立和控制方法的选择。论文主要内容及取得成果如下:1、对磁轴承的起源与国内外发展历史进行了综述,描述了磁轴承的结构及工作原理,对磁轴承进行了分类,展望了磁轴承未来的发展趋势及待解决的关键技术。介绍了控制方法对磁轴承系统的重要作用,并阐述了目前常用的一些控制方法及它们各自的优缺点。最后总结了课题研究的目的及意义,对本论文的内容进行了安排。2、提出了一种六极径向AMB,描述它的设计结构及工作原理,对六极径向磁轴承进行了参数设计,根据设计好的参数进行有限元分析,验证了设计的可行性。然后,由于六极径向AMB在结构与悬浮原理上与无轴承电机相类似,采用基于麦克斯韦张量法的建模方法对径向磁轴承计算数学模型,并分析了这种方法的通用性与精确性。3、分析了自抗扰控制与模糊控制的基本理论,结合自抗扰控制策略与模糊算法的优点提出了一种模糊自抗扰控制策略。然后,基于二自由度六极磁轴承设计了一种模糊自抗扰控制器,介绍了其结构与组成,并进行参数自整定。最后,通过MATLAB得到六极径向AMB的起浮、扰动以及解耦试验的仿真结果,并将该结果与采用PID控制的结果形成详细的对比分析。4、构建了六极径向AMB的数字试验系统,介绍了系统总体控制结构图,以TMS320F2812为数字控制核心设计了数字控制系统的硬件电路各模块并完成制作,主要包括DSP系统电路板、叁相功率驱动电路板和调理电路板。然后展示了软件部分的设计流程,完成了主要模块的程序编写和人机交互界面的设计。最后在试验平台上进行了起浮和扰动试验,实现转子的稳定悬浮,验证了六极径向AMB结构的合理性和系统稳定性。(本文来源于《江苏大学》期刊2019-04-01）
张剀,徐旸,董金平,张小章[3]（2018）在《储能飞轮中的主动磁轴承技术》一文中研究指出主动磁轴承作为一种先进的支承技术,在飞轮储能系统中得到了成功应用。本文首先介绍了国内外研究机构在飞轮系统中应用主动磁轴承的情况。之后,分别探讨了主动磁轴承应用于高速飞轮需要解决的各个关键技术问题,展望了它在高速飞轮系统中的应用前景。(本文来源于《储能科学与技术》期刊2018年05期）
程鑫,张林,胡业发,陈强,梁典[4]（2018）在《基于电流特性的主动磁轴承电磁线圈故障诊断》一文中研究指出磁悬浮轴承因其优异的性能得到了广泛应用,但电磁线圈的故障可能导致转子失控,从而造成严重后果。提出一种应用于磁悬浮轴承的在线电磁线圈故障诊断方法,通过建立数字开关功放输出电流的数学模型,获取其电流输出特性,从理论上分析线圈发生故障对输出电流变化率的影响;建立两态调制下的Matlab/Simulink模型,进行了仿真验证,证明了方法的理论可行性;设计基于电流过采样的故障诊断方案以及相关算法,搭建基于数字信号处理器(digital signal processor,DSP)的数字开关功放试验平台,进行了相关线圈故障的在线检测试验,结果证明了本研究方法的有效性。(本文来源于《山东大学学报(工学版)》期刊2018年04期）
王博[5]（2018）在《基于α阶逆系统的主动磁轴承状态反馈解耦控制方法与系统研究》一文中研究指出旋转机械正朝着高速、高精度的方向发展,常规的机械轴承支承方式限制了其性能的进一步提升,尤其在复杂环境中运行时,如极端温度、压强,高速高精度和高可靠性的军事、航空、生命科学等领域。磁轴承具有无磨损、无需润滑、寿命长、支承特性可控等突出优点,转子转速理论上仅受限于材料强度,且其动态特性可调控,是高速精密转子的理想支承方式。但磁轴承转子系统具有多变量、非线性、强耦合的特点,其运行过程中因非线性作用、各类耦合及参数摄动造成系统模型变化,难以把控;为提高其鲁棒性与控制精度,对其控制方法的研究仍值得不断完善。为此,本文研究针对主动磁轴承的控制方法与系统,其主要内容包括:(1)针对E型电磁铁的结构、电气参数,对电磁力模型做了线性化分析,提出相对误差率的概念,并验证了其具有足够大的有效线性化区间;分析了磁轴承转子系统耦合形式,分析其耦合作用机理,建立五自由度主动磁轴承转子系统动力学模型;(2)选择合适的状态变量建立转子系统状态空间方程,基于逆系统理论,将其逆系统通过状态反馈和输入变换得到解耦后的α阶伪线性积分子系统,利用内模控制器对其综合,建立控制系统模型;(3)进行基于Matlab-Simulink的仿真分析,对转子位置控制系统的起浮、抗干扰及解耦性能进行了仿真验证;(4)进行基于双DSP的全数字磁轴承控制系统研究。设计并研制了控制系统软、硬件平台,包含数字开关功放、双DSP的控制器,实现了逆系统解耦控制算法的离散化,制定了通信协议与数据存储方式;(5)基于磁悬浮风机进行了与仿真对应的实验,验证了本文控制方法在转子起浮、抗干扰、转动及解耦等性能方面的有效性。本文的研究针对磁轴承转子系统多变量、非线性、强耦合的控制难题,建立了基于逆系统的解耦控制模型,提出了逆系统状态反馈解耦的控制方法,解决了无视模型的常规控制方法中控制参数局限性的问题,并基于此研制了控制系统软、硬件平台,对于提高磁轴承高速转子性能具备一定应用意义。(本文来源于《武汉理工大学》期刊2018-03-01）
方朋杰,乔晓利[6]（2017）在《基于主动磁轴承的机床切削系统动态特性分析》一文中研究指出数控机床在切削过程中其电主轴转子系统的动态特性及刀具端的动态特性不仅决定着工件的表面质量,还决定着数控机床的高速化发展.磁悬浮电主轴是目前高速机床的首选,而基于磁悬浮轴承的电主轴转子系统运行时的动态特性将受到磁轴承等效刚度和阻尼的极大影响.除此之外,切削力系数和切削阻尼也将影响电主轴转子系统及刀具端的动态特性.以主动磁轴承支承的柔性电主轴为研究对象,研究了主动磁轴承等效刚度、阻尼及切削力系数对电主轴转子系统模态及临界转速的影响;分析了主动磁轴承等效刚度、等效阻尼及切削阻尼对刀具端频率响应以及对切削稳定性的影响.研究结果表明,主动磁轴承的等效刚度对电主轴转子的模态频率影响较大;而随着主动磁轴承等效刚度的增大,将增大刀具端频率响应的最大负实部及虚部的位置、最大负实部及虚部的值;而主动磁轴承等效阻尼和切削阻尼仅影响刀具端的频率响应最大负实部及虚部的值的大小,而不影响其发生的位置,且切削阻尼的影响较大;刀具端的频率响应同样也反映了切削的稳定性,这在随后的稳定性分析中得到了验证.对刀具端的动态分析将为切削过程中的振动控制提供一定的基础.(本文来源于《绍兴文理学院学报(自然科学)》期刊2017年03期）
张松,魏一鸣[7]（2017）在《主动磁轴承系统的滑模控制设计》一文中研究指出主动磁轴承具有无摩擦、无磨损、无需润滑、无污染、寿命长等优点,在高速运动场合、低速洁净场合都有广泛的应用前景.力求解决目前主动磁轴控制系统的非线性问题,提出了主动磁轴承系统的滑模控制,该方法使得磁悬浮轴承系统的鲁棒性和稳定性进一步提高.首先介绍了磁轴承系统的结构和工作原理,建立了主动磁轴承的系统方程.其次,对滑模控制进行具体分析,并讨论了滑模控制的可达条件和其稳定性分析.仿真结果表明,滑模控制器具有良好的鲁棒性和快速性,基本满足磁轴承系统实时控制的要求.(本文来源于《南京师范大学学报(工程技术版)》期刊2017年04期）
蒋成勇[8]（2017）在《主动磁轴承机电结构设计及控制系统研究》一文中研究指出磁悬浮轴承是集电磁学、电力电子技术、控制理论工程、信号处理、机械学、转子动力学于一体的典型机电一体化产品,摆脱了传统机械轴承接触式的支撑方式,利用磁场实现了定、转子之间的完全分离,易于实现转子的高速化运行,同时具有无摩擦、无磨损、无润滑等优点,在高速、超高速、真空及超洁净等工业领域具有广阔的应用前景。本文以主动磁轴承为研究对象,目标是实现转子的精确悬浮控制。为此,需对研究对象的气隙合成磁场、机电结构、悬浮力模型建立、开关功放、数字控制系统等关键技术进行理论与试验方面的深入研究,具体内容如下:在深入分析气隙合成磁场的基础上,推导出实用化的考虑了转子偏心、外界负载影响下的主动磁轴承悬浮力模型,深入研究了模型中各组成参数的相互关系及其对悬浮控制的影响。数学模型的建立是实现主动磁轴承转子悬浮精准控制的基础,本文深入探讨了主动磁轴承的工作原理,然后通过磁路分析,建立了主动磁轴承的磁场力数理模型;深入分析了磁饱和等外界条件对电磁力的影响,限定出磁轴承电磁力的线性化范围,并讨论了线性化之后的电磁力在全气隙范围内的精度问题;在此基础上,建立了差动驱动控制条件下的单自由度主动磁轴承线性化模型。单个磁轴承只能实现其端部两个自由度的悬浮控制,但转子为一刚性轴,因此为实现转子在运行状态下的完全悬浮,需要多个磁轴承相互配合;本文从转子运动学出发,建立了完整的五自由度主动磁轴承运动模型,并在此基础上提出了五自由度磁轴承的机电结构设计方法,给出了许用磁动势、绕组设计以及最大承载力的计算方法,利用有限元分析方法,验证了本文所建的五自由度磁轴承运动模型的正确性。功率放大器是实现主动磁轴承驱动控制系统中的关键部件,可直接影响控制算法的实现效果;本文通过对效率、频率、电流响应速度、电磁力响应速度以及输出电流波纹等进行深入分析,设计出电流控制型开关功率放大器;并在深入分析了两电平PWM开关功率放大器工作性能的基础上,提出并设计了叁电平PWM开关功率放大器作为磁轴承线圈的驱动元件,提高了主动磁轴承驱动控制系统的响应速度。最后,本文提出并设计了以DSP为控制核心的数字控制系统,研制出主动磁轴承实验样机,并搭建了相应的硬件实验平台,对所研制的五自由度主动磁轴承进行了悬浮控制实验,实现了五自由度转子的稳定悬浮,验证了本文所建模型及所提出的控制方法的正确性,也进而验证了所搭建实验平台的有效性。(本文来源于《大连交通大学》期刊2017-06-30）
杨琼,黄萌佳[9]（2017）在《一类理想化主动磁轴承不对中转子系统的动力学分析》一文中研究指出研究了一个二自由度理想化主动磁轴承不对中转子系统的动力学模型,并分析了电磁力对转子线圈电流和位移的影响。通过线性正交轴刚度、阻尼系数及轴和定子之间的气隙,确定出主动磁轴承系统的参数。利用MATLAB软件进行数值模拟,分析了各参数对主动磁轴承不对中转子系统的动力学影响。(本文来源于《洛阳理工学院学报(自然科学版)》期刊2017年02期）
何育鑫,时良仁,范启富[10]（2017）在《轴向主动磁轴承的无模型控制》一文中研究指出轴向主动磁轴承系统是一个典型的非线性开环不稳定系统,且其准确模型也难以得到。它的控制一般是采用PID,但存在PID参数调整费时和扰动抑制效果差的问题。新的无模型控制方法不需要知道被控对象的精确模型和阶次。依据此方法所设计的控制器具有结构简单、控制参数调整方便等优点。因此,尝试将该新型控制方法应用于轴向主动磁轴承的控制。仿真和实验结果表明:与PID控制方法相比,应用该方法所设计的控制系统具有无超调、稳态精度高、对扰动抑制作用强等优点。(本文来源于《测控技术》期刊2017年02期）
主动磁轴承论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
磁悬浮轴承,简称磁轴承,是一种高性能非接触式轴承,通过磁场旋转产生一种使转子悬浮于空间的磁场力,从而使轴承的定子、转子之间没有机械接触。它具有使用周期长,磨损低以及不需润滑的高精尖优点,在一些未来发展的高科技领域如航空航天、风力发电、生命科学等领域,拥有广阔的应用前景。通用的四极或八极结构磁轴承被已经经过各方学者多年的研究,而且存在体积冗余、驱动器成本高、工作效率低等缺点。针对以上缺点,本文研究一种六极径向主动磁轴承(Active Magnetic Bearing,AMB)结构,这种磁轴承由叁相逆变器进行驱动,具有体积小、空间利用率高、技术成熟等优点,本文对这种新型六极磁轴承的研究从以下叁个方面开展理论和试验:结构参数的设计、数学模型的建立和控制方法的选择。论文主要内容及取得成果如下:1、对磁轴承的起源与国内外发展历史进行了综述,描述了磁轴承的结构及工作原理,对磁轴承进行了分类,展望了磁轴承未来的发展趋势及待解决的关键技术。介绍了控制方法对磁轴承系统的重要作用,并阐述了目前常用的一些控制方法及它们各自的优缺点。最后总结了课题研究的目的及意义,对本论文的内容进行了安排。2、提出了一种六极径向AMB,描述它的设计结构及工作原理,对六极径向磁轴承进行了参数设计,根据设计好的参数进行有限元分析,验证了设计的可行性。然后,由于六极径向AMB在结构与悬浮原理上与无轴承电机相类似,采用基于麦克斯韦张量法的建模方法对径向磁轴承计算数学模型,并分析了这种方法的通用性与精确性。3、分析了自抗扰控制与模糊控制的基本理论,结合自抗扰控制策略与模糊算法的优点提出了一种模糊自抗扰控制策略。然后,基于二自由度六极磁轴承设计了一种模糊自抗扰控制器,介绍了其结构与组成,并进行参数自整定。最后,通过MATLAB得到六极径向AMB的起浮、扰动以及解耦试验的仿真结果,并将该结果与采用PID控制的结果形成详细的对比分析。4、构建了六极径向AMB的数字试验系统,介绍了系统总体控制结构图,以TMS320F2812为数字控制核心设计了数字控制系统的硬件电路各模块并完成制作,主要包括DSP系统电路板、叁相功率驱动电路板和调理电路板。然后展示了软件部分的设计流程,完成了主要模块的程序编写和人机交互界面的设计。最后在试验平台上进行了起浮和扰动试验,实现转子的稳定悬浮,验证了六极径向AMB结构的合理性和系统稳定性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
主动磁轴承论文参考文献
[1].孙浩.针对主动磁轴承转子周期性振动的控制策略研究[D].沈阳工业大学.2019
[2].杨兆成.径向六极主动磁轴承建模及模糊自抗扰控制研究[D].江苏大学.2019
[3].张剀,徐旸,董金平,张小章.储能飞轮中的主动磁轴承技术[J].储能科学与技术.2018
[4].程鑫,张林,胡业发,陈强,梁典.基于电流特性的主动磁轴承电磁线圈故障诊断[J].山东大学学报(工学版).2018
[5].王博.基于α阶逆系统的主动磁轴承状态反馈解耦控制方法与系统研究[D].武汉理工大学.2018
[6].方朋杰,乔晓利.基于主动磁轴承的机床切削系统动态特性分析[J].绍兴文理学院学报(自然科学).2017
[7].张松,魏一鸣.主动磁轴承系统的滑模控制设计[J].南京师范大学学报(工程技术版).2017
[8].蒋成勇.主动磁轴承机电结构设计及控制系统研究[D].大连交通大学.2017
[9].杨琼,黄萌佳.一类理想化主动磁轴承不对中转子系统的动力学分析[J].洛阳理工学院学报(自然科学版).2017
[10].何育鑫,时良仁,范启富.轴向主动磁轴承的无模型控制[J].测控技术.2017
论文知识图
