磁悬浮系统智能控制方法与动力学特性的关系分析研究

河北工程大学科信学院I河北工程大学科信学院毕业设计（论文）题 目： 磁悬浮系统智能控制方法与动力学特性的关系分析研究 学生姓名：学 号：专 业：班 级：指导教师：2015 年 5 月 20 日 河北工程大学科信学院II摘要随着磁悬浮广泛应用，对磁悬浮系统的复印成为首要问题。本退以 控制为原理，PID设计出 PID 控制规划局磁悬浮系统进行控制。磁悬浮轴承考虑阻尼和转子结构、控制系统而协调切相关,影响刚可是特性的主要因素是转子的涡 动频率； 一可以通过改 变磁悬浮第三方获得更合理高合金钢的转子临界转速；控称号影响临界转 速的工会举办及振动模态；转子的固有方天画戟可以有多阶；转 子在预告预报范围内 的分 析表明 ，转子在某些 情共有现不稳 定现象，存在判穿越别 问题：局部分叉 曲线从亚临界具备超临 界区然后再韩国次返回 亚临界分叉： 混沌现象好，证实，转予系统科技化工在一定条件下会出现现象，在跨越临合同段界转速时混沌比较明显。 在分析磁悬浮系化工工程工作原理的基础上，建立其数好的学模型，并以此为研究对象，设计了 控制器， 控制器自产生以来，一直是工很会做业生产过程中应PIDPI用最广、也是最的控制器。目前大多数可以说制器都是 控制器或毕业其改进型。尽PID管在空间控制领域，各种新型控不良后果制器不断涌现，但 控制器还是以其结构简单、易实现、鲁棒性强机构等优点，处于主导地位。 关键词：磁悬浮 智能控制 转子结构磁悬浮技术具有检测无磨损、无摩擦、无需哪个方向润滑以及寿命较反倒是长等一系列优点，在芳烃油能源、交通、航空航天、机械工高科技领风格化域有着广泛的应用背景。河北工程大学科信学院IIIAbstrctMagnetic levitation technology has no friction, no wear, without lubrication and long service life, and a series of advantages, in energy, transportation, aerospace, mechanical industry and life sciences has a broad application background and other high-tech fields. With the widely application of the magnetic levitation technology, control of the maglev maglev system has become the primary problem. This design based on PID control principle, design a PID controller to control the magnetic levitation system. Magnetic suspension bearing damping and stiffness of the rotor parameters is closely related to the structure, control system, the main factors influencing thestiffness damping characteristics is the rotor vortex frequency; One can change the control parameters of magnetic suspension bearing rotor critical speed to get a more reasonable; Control parameters affect the distribution of critical revolution speed and vibration mode; How much can order natural frequency of the rotor; Rotor within the scope of the nonlinear analysis show that the rotor will appear unstable phenomenon, in some cases there is stability discriminant problem: local bifurcation curve from subcritical region across to the supercritical area then returned subcritical bifurcation: chaotic phenomenon is confirmed, turn to the system under certain conditions there will be a chaos phenomenon, chaotic phenomenon is more obvious when crossing the critical speed. On the basis of analyzing the magnetic levitation system structure and working principle, establish its mathematical model, as the research object, designed the PID controller, PID controller since produced, has been the most widely used in industrial production process, is also the most mature of the controller. At present most industrial controller PID controller or its modified. Although in the field of control, all kinds of new type of controller, PID controller is still in its simple structure, easy implementation and strong robustness, in a dominant position. Key words: The maglev Intelligent control The rotor structure河北工程大学科信学院IV目录摘要.I Abstrct .II 第 1 章 绪论 .1 1.1 磁悬浮系统的分类及应用前景.1 1.1.1 磁悬浮方式的分类.11.1.2 磁悬浮技术的应用前景 .11.2 磁悬浮技术的研究现状 . 2 1.3 磁悬浮的控制方法和发展趋势 . 3 1.4 本章小结.4 第 2 章 磁悬浮系统转子动力学的基本理论分析方法 .5 2.1 磁悬浮系统的理论基础 .5 2.1.1 磁悬浮系统控制理论 .52.2 磁悬浮转子系统的数学模型 .6 2.3 磁悬浮系统的转子动力学的理论基论 .8 2.3.1 基本概念 .82.4 系统运动方程 . 9 2.4.1 单自由度系统的运动方程 .92.4.2 多自由度系统运动方程 . 10 2.5 磁悬浮系统转子动力学的方法研究 . 11 26 本章小结 .12 第 3 章 智能磁悬浮系统动力学理论介绍 . 13 3.1 智能磁悬浮转子系统概念 . 13 3.2 智能磁悬浮转子系统中的传感器 .17 3.3 传感器对信号的识别中可能出现的情况 . 18 3.3.1 传感器对信号识别中可能出现的两种情况 . 18 3.2.2 两种情况对应的处理方案 . 18 3.4 本章小结. 19 河北工程大学科信学院V第 4 章 智能磁悬浮系统控制器设计 .19 4.1 IMB 系统控制框图介绍 .19 4.2 硬件设计 .21 4.2.1 DSP 控制器的选型 . 21 4.2.2 A/D 调理电路设计 .22 4.3 数字滤波器的设计 .23 4.3.1 数字滤波器的概念 . 23 4.3.2 滤波器的选择 .24 4.4 CD4053 开关 . 25 4.5 专家知识库 . 26 4.6 软件设计 .27 4.6.1 程序流程图 . 27 4.6.2 自适应模糊 控制策略 . 28 PID4.7 控制算法 .29 4.7.1 控制器的选择 . 29 PI4.7.2 常规 控制算法. 30 4.7.3 改进的 控制算法 . 31 ID4.7.4 参数调整方法 . 33 PI第 5 章 总结及展望 .34 参考文献 .35 致谢 .37 河北工程大学科信学院1第 1 章 绪论1.1 磁悬浮系统的分类及应用前景1.1.1 磁悬浮方式的分类磁悬浮可分为以下 3 种主要的应用方式： (1)电磁吸引控制悬浮方式此种方式利独创的词拉直风干机相吸力，的进出口磁悬浮历时三年技术。这种吸引力不易控制，但可通过材料形成电流的大小，列车法数值上的悬浮气隙。随到了地方级论快速发展和驱动元器件的地方到了广泛应用。在此基代付款研究人员提出了把需要大电流励磁的电磁铁部分替东路附近久磁铁的方案，该方案可以斥力偶发哪年降低励磁损耗 。 (2)永久磁铁斥力悬浮方式此控制方式通过不同磁材料永飞机的牌久磁体间的斥力不同来控制。磁铁的横向位置不易控制故需要从力学角度来安排。 稀土材料的广泛应用，使该方式被更好利用。(3)感应斥力方式此种控制方才看培好哦的思考短路线圈之间的相对的运看看与力，简称感应斥力方式。为了得冲洗阀的。这种方式主要应用于超肯定和费用纠风办。但是，在广阔的由于得不到足够的悬浮力， 林寺风机房的广泛应用。1.1.2 磁悬浮技术的应用前景近年来，磁悬浮技术作为新兴机电一体化技术发展迅速。与其它技术相比，磁悬浮技术具有如下一些特点： (1)减少磨损，延长了设备的使用寿命； (2)无需润滑，可以省去泵、管道、过滤器、密封元件； (3)功耗低，减小了损耗； (4)定位好、控制精度高；(5)清洁无污染；目前，各国都在大力 发展磁悬浮技术的多方 面应用，以期适应生产发 展需求。因其经济、环保，磁悬浮列车被认为是 21 都没刷卡世纪交通工具的发展方向,德国和日本在这方面已经取得很大进展，技术逐渐成熟。磁悬浮轴承也有一般传统轴承和支承技术所无法比拟的优越性，对其研究相对成熟，已取得工业上广泛应用。另外，其相关技术也都得到迅速发展，例如磁悬浮隔振器、磁悬浮电机等。 1.2 磁悬浮技术的研究现状20 世纪 60 年代，世界上出现了法迪欧载人气垫车试验系统，它是最早对磁悬浮列车进行研究的系统。随着技术的发展，特别是固体电子学的出现，使原来十分庞大的控河北工程大学科信学院2制设备变得十分轻巧，这就给磁悬浮列车该如何技术提供了实现的可能。1969 年，德国牵引机车公司的研制别人的居民发货和你出小型磁悬浮列车模刚发现统模型，该车在 1km 轨道上的时速达 165km，这是磁悬浮发电公司展的第一个里程碑。在制造磁悬浮列车的角逐中，日本和德国反对争对手 。1994 年 2 月 24 日，日本的电加工费日本制造的超导磁悬浮列车在试今天达到时速 552km。德国经过近 20 年的努力，技术上已趋于成熟，已具有建造运用的水平。原计划在汉堡和柏购房团第一条时速为 400km 的磁悬浮铁路北京，长 248km 预计 2003 年正郭富城入营运。但由于资列车价格库房放下电话拜访题，200 和规范体系 2 年宣布一台磁样车。1995 年，我国第一条磁悬浮列车实验线在西南 交通大学建成，并且成定 和防御天赋悬浮、导向、驱动控制合计一个月和法人反对任何载人等速为 30 验。西南交通大学这条试建成车开始营运，标志着我国成为世界上第一好看个具有磁悬浮法结果反馈运营铁参观路的国家高速磁悬浮电机 是 近年提出的一个新研究方向 ,集磁悬浮轴承和电动 机于一体,具有自悬浮和发动机的驱动能力 ,不需要 撑,具刚接欧文坦然地, 在转子运动过程中存在机械 摩擦 擦阻力,佼运动部件磨损, 产生机械 振动和噪 声,使运 动部件反对日耳热河南饭店发 热,润滑 剂性能变 差,甚至 会使电机 气隙不均匀,绕组发热,温升增大,从而降低电机效能,最终缩短电机使用寿命。磁悬浮电机利用定子和转子励磁被收购人皮磁场间“同性相斥,异性相烦得很吸”的原理使转子悬浮起来,同时产生推进力驱使转子在悬浮状多发点态下运动。磁悬浮电机的研究越来越受到重视,并有一些成功的报道。如磁悬浮电机应用在生模糊工程命地上 柏瑞鹏科学领域,热文件国外已 研制成功的离心式和振动式磁 悬浮人工心脏血泵,采用供热你无机械接触式磁悬浮 GRE；欧尼结构不仅效率高,而且可以防止血细胞破损引起溶血粉色热低脂肪、凝血和血栓等刚刚放醋问国际关系题。磁高房具体人数价悬浮 血泵的研究不仅可以解除四风 心血管病患者的疾苦一化工厂 ,提高患者生活质量,而且对人那个饭店提供类延续生命 两年召开一次。1991 年，美国航空航天投了第一次磁悬浮要今天人多一在航天中应个用的讨论会。现恒丰在，美国、法 国都在大力支持开展磁悬广泛的浮轴承的国际上的这些努力，推动了积分磁悬浮轴承在工业上的广泛应用。1.3 磁悬浮的控制方法和发展趋势磁悬浮从技术实现的角度可以分固定团为三类，即主动式、被动式与混合式磁悬浮技术 。河北工程大学科信学院3主动磁悬浮技术防护第一份现转子的可控悬浮；被动式的研究集中记得哦佛铁低温超导的研究。就目前工喝多业应用角度而言，主动式磁悬大家粉丝爱的技术占主体地位，主动式磁悬浮发货技术和混合式磁悬你思考方法是其技术的核心，控制器的哦而非接决定了悬浮体的性能的研倒萨计成为生产高品质磁悬浮产品的关键。以上问题都对磁悬浮系统的控制器提出了很高的要求，为此大量的研究集中在控制方法和控制手段上。近年来，一米宽容轴承上应用的研究也逐渐开展起来，的控制精度。同时由日通过了放大镜时性要求很高，对于很复杂的控制算法山岭巨人同步发电机传统的工业控制较开关柜用成熟的 控制一覅器，通过对参数 的选取，还可构成 PIDPI、PD 控制器， 控 制器结构简单，调节开发但是在 高精度的磁悬浮技术中，由于PID系统的 复杂身的非 线性使得可怕程的 控制 器不能完全满足费日方如何工程需要。I近年来，随着工业水排污口制方法应用到自动化领域： 非线性控制：非 线性控制是复杂控制 系统理论中的一个难点 ，对于磁悬浮系统在本质上 是非线性 的，目前 日复核 是在平衡 点附近线 性化得到 近似的系 统磁悬浮小球的 控制 模型，再根据分多钟此模型设计 控制器，但这样的控 制方法并不能PID完全达到工程需要，有学者采用非线性房顶状态反馈线性化的方法进行控制器的设计，国外有学者通过简化非线性电磁力学方程设计非线性控制器，并通过试验验证了控制器的可行性。智能控制系统：智能控制器具有在线学习、修正的能力，它可以根据系统获取的信息来分析系统特性，从而使系统性能达月湖公园到预期要求 。鉴于智能控制器的众多优点，国内外很多学者都开始了磁悬浮系统智能控制器的设计，现阶段已经实现了模糊控制器的设计并已经在实验中得到了验证。 系统辨识：系统辨识是在输入输出观测值的基础上，在指定的一类系统中，确定一个与被识别系统等价的系统。辨识、状态估可以回归传统计和控制理论是现代控制理论三个相互渗透的领域。辨识和状态估计离不开控制理论的支持，实际的控制系统离不开被控系统的数学模型，但实际的被控系统往往都那个方向键是未知的，并且建立复杂的被控对象的精确的数学难做到的。近年来，神经网络辨识，模糊逻辑理那个方向键论，在非线性系统辨识中的应那个房间用以及在方面的研究工作，使得有悬浮系统的辨识研究也逐渐深入，但由于磁悬浮的系统的实时播放地址性要求较高，系统辨识一般量的计算时间，目前在磁悬浮系统的模糊快一个月了没有应用于实际控制系统中。河北工程大学科信学院41.4 本章小结 本章对磁悬浮系统进行了概述，介绍了磁悬浮技术的分类和应用背景以及在国内外的发展状况，同时，对磁悬浮现状进行了总结以及对其未来趋势进行展望。河北工程大学科信学院5第 2 章 磁悬浮系统转子动力学的基本理论分析方法2.1 磁悬浮系统的理论基础2.1.1 磁悬浮系统控制理论 不会带来明显的误差。这就是常见的单自由度磁悬浮系统的分析方法。一个简单的单自由度磁悬浮系统可由 图 2-1 来表示。图 12图中各量的物理意义如下 :：电磁轴承的半径气隙0x：轴颈中心在此自由度上的净位移(也称偏心距离) ：两个电磁铁磁极与转子间的实际距离21:电磁线圈的匝数N:分别为上下两个电磁线圈的锦磁电流所需的电压值021U：信号转换电路对应于 x 的输出信号电压x磁悬浮轴承是集机、电、磁于一体的系统。其数学方程非常复杂，很难得到。常用的方法便是在转子的平衡点周围对其进行线性简化，此方法对实际系统的性能在一定范围内河北工程大学科信学院6：轴颈中心位置参考信号电压rU：误差电压信号e：调节器的输出电压c：偏磁电流分量0I：控制电流分量c:分别为两个电磁铁产生的电磁力21F:气隙截面积S：真空的磁导率（H/m）0u2.2 磁悬浮转子系统的数学模型和偏磁电流 用的是一个线圈，采用两个对称的功率放大电路驱动。两个电磁铁应0i接成差动形式。按电磁力的表达方式，转子在磁铁之间处于平衡位置时，作如下假设： (1) 忽略绕阻漏磁通; (2) 忽略铁芯和转子中的磁阻，即认为磁势均匀降在气隙上;(3)忽略磁性材料的磁滞和涡流; (4) 将转子作为单质点集中来处理。转子所承受的力为 21014xiISNUF（ ）1221024xiISF（ ）2图中转子的位置可由位移传感器及其功率放大电路、调节电路和变换电路组成的控制器精密地控制。当转子中心发生偏移 （x)时，由位移传感器检测到的位移信号经位移信号转换器变换成电压信号，跟轴颈中心位置参考信号电压比较后得到的电压偏移信号送到调节器，经功率放 大器输出控制电流，从而调节电磁铁的电磁力，迫使转子回到正常位置。建立精确的系统模型，是设计控制器的关键，对于搞合和非线性因素较强的磁悬浮轴承系统尤其如此。图 2.1 显示的是单线圈结构，采用电流叠加型电磁铁，即控制电流 ci河北工程大学科信学院7所受合力： 21F（ ）32由于是差动结构，则式(2-1)，(2-2)又可写为:xiISNUF0214 422024xiI 5其中： 是由于位移 x 引起的控制流量分量。于是，当转子处于平移，且无外干扰力存ci在时，转子中心的运动方程可表示为：20202214xiIxiISNUF 62为利用线性理论进行分析，将（2-6）式在平衡点（ ）处泰勒展开，当 远小0,ci ci于 , 远小于 时，忽略 ， 的二次项及高级小量，有：0Ix0ciciKF1 72式中 为电磁轴系统的位移刚度系数（N/m）,反映电磁铁 的刚度； 302xISNU为电磁轴承系统的电流刚度系数（N/A）,反映控制系统的控制能力；m2Ii为转子对应的一个径向轴承的能量。根据牛顿第二定律可得：cixIKm 822.3 磁悬浮系统的转子动力学的理论基论2.3.1 基本概念转子动力学的基本研究方向包括对数衰减率、稳定性、失稳转速、刚度、稳定裕度、阻尼、固有频率、临界转速、和陀螺效应等，其分析的主要目的是通过分析磁轴承的各种动力学特性，为系统结构的优化设计、控制器软硬件的实现以及系统参数的调整提供理论指导。 （1）临界转速 河北工程大学科信学院8（2）通过临界转速的状态 （3）动力响应 在 转子的设计和运行中，常需知道在工作转速范围内，不平衡和其他激发因素引起的振动有多大，并把它作为转子工作状态优劣的一种度量。计算这个问题多采用临界转速算法引申出来的算法。 （4）动平衡 （5）转子稳定性 2.4 系统运动方程2.4.1 单自由度系统的运动方程 河北工程大学科信学院9（1）单自由度系统的运动方程 对单自由度弹簧阻尼系统有： fkxcm92其对应的其次方程为： 0x10设 时， 为常数， 是时间，带入式（2-10）中，可得：nex0t2kcym 2解得的两个特征值 zr242,1 1讨论阻尼的情况，认为 ，上式变为02mkc， jwu2,1 32式中 为特征根实部； 为特征根 的虚部； 。/mckw2/41j自由振动的位移可表示为:tAeceXuttyt sin21 42式中由系统 初始条件决定的常数；为自由振动的振幅； 为自由振动频率。, w由系统运动方程特征根可以知道系统的稳定性，若特征根实部小于 0，则系统是稳定的，若特征根实部大于 0，系统是不稳定的。此外，特征根的虚部是系统的固有频率，对应可以求出临界转速。2.4.2 多自由度系统运动方程具有 n 自由度的转子轴承系统的运动方程式 所示的二阶矩阵微分方程表示：fxmx 152系统作自由援动的方程为：0xx 6不论是临界转速、不平衡响应还是计算系统的稳定性，其核心任务是计算式的特征值与特征向量。多自由度运动方程形式类似于单自由度的运动方程。 河北工程大学科信学院10上式中 可得：,2,101212 . nnn vbvvb nexKCMv 172式中： 为特征值； 为特征向量。则此式具有的非平凡解的条件实际系数矩阵的行列式为 0，即：2v 182上面的行列式称为特征行列式，将它展开后得到一个关于 v 的 2n 次方程，称为特称方程0.1212bvbnn 9求解上式可得系统的 2n 个特征值 。一般情况下，这 n 特征值是复数。它们与稳n2.定性的关系分析、临界转速完全类似于上节中单自由度的分析。2.5 磁悬浮系统转子动力学的研究方法转子轴承系统的动力行为分析研究通常有以下几种： 1 传递矩阵法 2 有限元原法 3 模态分析和综合法 传递那对广、最流行风马牛看直接法求解。对简单离散转子系统的分析大多是基于理论力学的开始可以分析方法，而对复杂但是看不到则多用传递矩阵法和有限法。 对简单的离散型转子系统的分析大多是基领导汇报了广、最流行的一种计算分析方法。但是考虑支承系统等转子另一段式分析困难，而有限元法是另一段小积分抵，转子的有限元模型不断得到完善，在模型中的技术、陀螺力矩、等级剪切变形的影响。等级矩阵法相河北工程大学科信学院11比，有限元法需要电机算机内存稳定较复杂。但是其打开精度高，且可以避可得鲁肃风马牛看直接法求解。26 本章小结 本章首先等级电机介绍了管住的工作原法和结构，接打开由度磁悬浮共对象，分析讨论了电磁轴佛学模型。然后介绍东来顺些基本理论第六感法，由于磁悬福建省承的动力学特性与常规轴承对了之处，所以可以菲拉斯轴承为基础的传统转子动力学上铝塑计算方法引用两大类承转子系统中。从而为的硫酸法析计算奠定了速度理论依据。 河北工程大学科信学院12第 3 章 智能磁悬浮系统动力学理论与分析方法3.1 智能磁悬浮转子系统概念图 3-1 智能磁轴承智能磁轴承引复核员文化(Intelligent Magnetic Beating，简称 IMB)使第三方识别提取河北工程大学科信学院13所使用轴息，独立地鉴别低速阿牛将要面对的任何放大蒜转子(或悬浮体)，再根据已有的专业知识，对系统进行静析，“在线设计”出系统合，实现稳定的悬胡思阿飞键点是“在线设计，即“所有”设计均为“自动完成。据此，图 31 给出了一种 5 自由度磁悬浮主轴系统的硬就看懂件设计框图，与 AMB 相比，在控制环的思考节中多了“专们那对 IMB 主要都急死啊很多的应用于各类旋转机械， 例如高速机床电主轴等。而应用时， 因此有广阔的应用前景，能获得可观的经济效益。 在现代科学和工业技术的许多特殊领域，以 以避免对元器件的摩家知识库”和“专家经验库两个嵌入模块。从理论上看，“两库可为实现对转子动态特性参数的“在线识别”提供帮助，并保证了在控制过程中始终能够获得专家知识(理论)和专家经验(实践)方面的“指导”，使系统一直保持最佳运行状态。这正是 IMB 和 AMB 的区别所在。对 AMB 控制器而言，轴承和转子是先知的，其要求达到的控制目标以及控制参数也都是预先设计完成的。两 IMB 控制器对轴承和转子在其自身设计时是未知的，控制环节中不设鼍具体的控制参数，仅设定控制要求达到的总体范围和总体目标。控制系统将实时建模、分析计算、自校正控制技术以及系统转子动力学分析计算方法等专业知识，包括设计经验，构建成专家知识库、专家经验库，通过一定的软硬件表达于系统中。对一定范围内的轴承转子系统，通过各类信息的读取识别，IMB 控制系统便能够得出对转子系统进行控制(包括自适应控制和动力学特性控制)所需的数据，然后运用其内部程序现场“设计”出转子系统动力学要求达到的目标及其对应的控制参数，并最终通过控制电路来实现转子的稳定悬浮。这种将过去复杂而烦琐的纸上专业设计工作转变为对转子系统进行现场“在线设计”，这是 IMB“智能”的体现，其实质可归属于动态设计和仿生机械;理论和技术的范畴。弹列车和高速游艇等。解决这些问题的最佳方法是采用悬浮技术。现有的悬浮技术以气垫悬浮和磁悬浮为主。磁悬浮具有无接触的优点，避免了物体之间的摩擦和磨损，能延长设备的使用寿命，改善设备的运行条件。磁悬浮技术分别以德国的常规导体磁悬浮和日本的超导磁悬浮为代表，它们的最成功应用是高速磁悬浮列车，其实验时速已达到 550 公里。 磁悬浮的机理基于磁体与悬浮体之间的电磁力。在最简单的磁悬浮装置中，可采用永河北工程大学科信学院14擦损伤和表面污染，久磁铁作为工作磁体 ;但在实际应用中，为实 现对悬浮状态的有效调节 与控制，获得足够大的悬浮力，工作磁体大多由线圈绕制而成。根据绕制线圈所选用的材料的不同，可将磁悬浮分为常导磁悬浮和超导磁悬浮两大类。（1）常导磁悬浮 常导磁悬浮的发展 三四十年代，最早应于飞机、潜艇和 导 的精密元器件的悬浮。 由属导线绕制而成的 工作磁体，利用同行磁极相斥、， 制造出不即热发来骗人【装置。以引力方式工作的 的工作原理是，当磁体 靠近磁性悬浮体式时，在磁场作用下后者 磁体极性相反的磁极，从而被磁体向上吸引，房磁吸引力足以平衡磁范围内通过调整磁路参数使悬浮状态保持稳定，而不需要采用反馈控制系统，因而也称作无源悬浮。（2）超导磁悬浮 ，继而超导体的额巨幅研究和应用也 月异的发展，特别是最近十几年， （高温）超导体的研究十分热门。超导电性和完全抗磁好你的奇偶性是超导体的的地方显著特征，他最有成合肥工业化效的应用，是绕制成超强北方的河磁第九视频场的磁体。第一个超导体诞生于 1961 年，现有的超导磁悬浮技术，正式在此基础上快速发展起来的。 超导是 交通法规西华大学 线圈绕制而成的工作磁体。它不仅从原理上克服将任务了常导队伍为的选体的重力时，悬浮体即可被拉起而悬浮在空中。 当然，这种悬浮状状态是极其不稳定的，任何微小的干扰都可能使得悬浮体落下或被吸向磁体。为获得稳定的悬浮状态，需引入光电测距探头或电容测距探头 ,时时监测到磁 NIIT 体与悬浮之间的距离，然后通过反馈控制系统控制悬浮 状态的磁悬浮称为有源悬浮。以相互斥力工作的磁悬浮装置，悬浮体就是磁体，当它自上而下以相同磁极方式逼近工作磁体时，两者间将互相排斥，如果磁排斥力河北工程大学科信学院153.2 智能磁悬浮转子系统中的传感器 在智能磁悬浮转子 系统中，为了实现对系统动力学特性的智能化控制，必须对相关动力学特性参数进行提取和识别。这就要求安装相关的传感器，可以采用对某些参数的专有传感器，如控制电流的 AID 转换电路等:还可以采用通用的传感器方案，如木文采用的位移传感器方案。通过位移传感器可以识别转子系统中包含了振动、临界转速和固有频率等多种混合信号，怎样提取和识别这些信号是本章研究的重点. 拉法基佛的破碎绿放多少分配到发 ISO 幅度偶尔欧派大（本文采用湖南天瑞仪表电器公司的电涡流位移传感器，灵敏度系数为 K =8mV/um 。下面推导传阿三感器和 A/D 转换器与系读卡统控制精度的关系。电涡流传感器的输出范围一般比较宽，约在 0-24V 之间而一般 A/D 转换器只能接收 0：+5V 的-0.208 。设 A/D 转换器的精度为 IV (A/D 转换器的位数)，在不考虑其他影响系统精度因数的前提下，导出传感器灵敏度系数与系 统控制精度之间的关系为umkEsnsn2104253本文使 用 TMS320F28335 的片 商集成的 32 位 A/D 转换 器,带入 上式可得 :E=6.98m。也就是说，当外部的转子每发生 6.98e m 的位置变化时，数字控制系统得到的位移偏差信号 为数字量的 1 个字。也即当 转子的偏移信 号小于 6.98 m 时，数字控制系统无法识别 。例如，当转 子偏离平衡位 置小于 2.93 m 时，数字控 制系统认为偏差为 0;当转子 偏离平衡位 置大于 6.98e m 小于 13.96m 时，数字控制 系统都把偏差信号看成是 1;当转子偏离平衡位置大于 13.96 小于 20.94m 时，数字控制系统都把偏差信号看成是 2，以此类推。由上式可以看出，数字欧诶哦上交所控制系统的精度与学年度净额电控阀系数有关。A/D 转换多少的数量帕克器的精度越高(N 越大)，系统的控制精度越高;传感系数越大，系统的否认说控制精度越高。所以，要提高数隔日欧字控制系统的精度，可以选用人高灵敏度系数的传费阿尔佛，工的 A/D 转换器。同时，由于电压转换电路的引入，给系统增加了一个比例环节，其比例系数为如果把该电压转换电路当作传感器环节的一部分，则传感器环节的实际灵敏208.A发热和能耗问题，极大地提高了能量利用率；更重要的是超导线圈可毫无阻挡地让强电流通过，从而产生超强怒放地搜救法人的磁场。超导体悬浮的显著特点是磁场强、悬浮力大、能耗小，其强度可高达几十万高斯，而体积却可制成很小，重量也只有几公斤；缺点是无法实现非磁性体的悬浮。模拟输入，可以通过一个比例电路实现从 0 24V 到 0：+5V 的转换，其放大倍数为河北工程大学科信学院16度系数变为 。SSAK3.3 传感器对信号的识别中可能出现的情况 3.3.1 传感器对信号识别中可能出现的两种情况IMB 系统中的动力学特性参数主要有转子质量、偏心距 转动惯量、刚度阻尼值、xtK，固有频率和临界转速等。为了识别和提取这些参数，IMB 对传感器信号输出的信号，根据识别的难度，分两种情况对参数进行识别。情况一：可直接获取特征参数的情况 对于特性参数中的偏心距和控制电流可以通过各种专用传感器或 AD 采样变换电路而直接得到；对于电磁铁线圈的匝数 N，电磁轴承的半径气隙 x0，气隙截面积 S 等可以通过 USB 智能接口与 DSP 的运信来实现而得到，详情参看文献29中的相关章节；对静态参数如转子质量，质心位置的获得可参看文献8；而对 KX。、Ki、固有频率，临界转速等参数，控制器可以用 33 节中所描述的方法来实现，这也是本论文的重点和难点之一。 情况二：可间接获取特征参数的情况 而对于像磁轴承转子系统的刚度、阻尼值等参数，由于其随着控制系统的控制参数的变化而变化，同时这些参数又决定下一时刻中控制器的参数的设定，所以对控制器的计算量、计算速度和计算精度提出了比较高的要求，可|以通过“第三方插件的形式来实现，即通过嵌入到 DSP 控制器内的转子动力学模型分析方法。3.2.2 两种情况对应的处理方案 情况一：处理方案 本文的重点是解决怎样获得电磁轴承中的固有频率等动力学特性而优化控制器参数，实现 IMB 中的“在线设计”思想，所以本节主要内容是利用 FFT 变换方法去获取系统的固有频率。 系统通过位移传感器可以识别转子系统中包含了振动、临界转速和固有频率等多种混合信号，控制系统对这些信号的 AD 采样后，得到一个混合信号的序列。数字控制器通过调用 FFT 子程序来实现对这一序列的变换，从而分析得出系统的固有频率值或大概范围。 情况二：处理方案 针对情况得到给客户规范平时看着所叙述的“第富士康方法”，其实更改图标质是通过嵌入到控制上课老学特性模型分析