主动磁悬浮轴承数字控制系统的研究

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作者：张小建 论文级别：硕士 学科专业名称：通信与信息系统 中文关键词：主动磁轴承 ; 开关功放 ; DSP数字控制器 ; 数据采集 英文关键词：Active magnetic bearing ; DSP digital controller ; Data acquisition ; Switch power amplifier 学位年度：2002 导师：徐大专 ; 徐龙祥 学科代码：081001 学位授予单位：南京航空航天大学 论文提交日期：2002-03-01

摘要

主动磁悬浮轴承是利用磁力将转子悬浮于空间的一种新型高性能轴承，由于转子于定子之间不存在机械接触，转子可以达到很高的转速，几乎没有磨损，寿命长，能耗低，噪声小，无需润滑，在很多应用领域内与传统轴承相比存在明显的优越性。
     本文在分析电磁轴承工作原理的基础上，建立了磁悬浮轴承的单自由度传递函数模型和五自由度状态方程模型。根据电磁轴承对数字控制器的要求，完成了基于TMS320F240处理器的硬件方案设计与实现。在对控制系统进行理论分析的基础上，从模拟PID控制器推导出适合数字控制的差分方程。在硬件实现的基础上，完成了数字控制器的软件设计。最后给出数字控制器硬件、软件调试方法。
Active Magnetic Bearing (AMB) is a kind of novel high-performance bearing, in which rotor can be suspended by magnetic force. Because of the contact-free property between the rotor and stator, the rotor can rotate at very high speed, and AMB has the advantage of long lifetime, low power loss, low noise almost no wear and no lubrication. Thus AMB has great advantages over conventional bearing in many application fields.
    This thesis makes base on the analysis of AMB working principle, and erect the model of single-freedom-degree transfer function and five-freedom-degree state equation for rotate axis in AMB system. For the development of hardware in digital controller, TMS320F240 DSP is used in hardware design. On the basis of theory analysis for controller system, the difference equations fit for digital controller are exported from the analog PID. Based on above mentioned hardware system, the software design for digital controller is realized. At last we give the software and hardware design, debugging and DSP realization.

引文

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