主动磁悬浮系统系统的驱动及控制技术PDF电子书下载

1 绪论 1

1.1 研究背景 1

1.2 磁悬浮支承技术的研究现状 3

1.2.1 磁悬浮支承技术的国外状况 3

1.2.2 磁悬浮支承技术的国内状况 5

1.2.3 高档数控机床的应用现状 7

1.2.4 主动磁悬浮系统驱动装置的研究现状 8

1.3 磁悬浮支承的关键技术 9

1.4 主动磁悬浮系统中功放形式 11

2 主动磁悬浮支承系统的结构及工作机理 14

2.1 主动磁悬浮支承系统的两种典型形式 14

2.1.1 主动磁悬浮旋转支承结构 14

2.1.2 主动磁悬浮平面支承结构 15

2.2 主动磁悬浮系统的电磁机构设计 16

2.2.1 电磁参数的设计 16

2.2.2 电磁铁的设计 18

2.3 主动磁悬浮支承系统电控部分的结构 19

3 主动磁悬浮支承系统的建模及分析 21

3.1 磁悬浮支承系统的单自由度数学建模 21

3.2 磁悬浮支承系统的刚度阻尼特性分析 25

3.3 主动磁悬浮平面进给导轨系统的力学模型 27

3.3.1 磁悬浮平面导轨系统建模 27

3.3.2 磁悬浮平面导轨系统模型简化 28

3.4 多自由度磁悬浮支承系统的建模 33

4 主动磁悬浮驱动装置的性能分析 38

4.1 主动磁悬浮系统的承载能力 38

4.1.1 驱动输出电流与刚度的关系 38

4.1.2 驱动电流与动刚度的关系 40

4.2 开关功放的驱动方式 41

4.3 改进型线性功放 43

4.4 磁性材料的影响 46

4.5 扩大功放功率范围的方法 46

4.5.1 典型的线性功放原理 47

4.5.2 智能化电源 47

4.5.3 多管并联与均流技术 48

4.6 PWM开关功放设计 50

4.7 恒流斩波开关功放 50

4.8 主动磁悬浮支承系统中功放的性能比较 51

5 主动磁悬浮驱动电路设计 53

5.1 开关功放的输出电路 53

5.2 开关管驱动电路 54

5.2.1 驱动方式 54

5.2.2 IR2110驱动器 55

5.3 非线性功放开关管的控制模式 56

5.3.1 PWM控制模式 57

5.3.2 恒流斩波控制模式 58

5.4 外围电路的设计 59

5.4.1 栅极负偏置IR2110 59

5.4.2 自举元器件的分析 59

5.4.3 IR2110驱动的扩展 60

5.4.4 抗干扰电路的设计 61

5.4.5 开关管保护电路 62

5.4.6 反馈校正回路设计 63

5.5 电源、功放与控制关系 65

6 主动磁悬浮导轨的颤振分析 67

6.1 主动磁悬浮平面多点支承 67

6.1.1 平面多点支承的颤振 67

6.1.2 平面多点支承的过约束分析 69

6.1.3 过约束点的判断 71

6.2 平面多点支承的法向磁阻尼 73

6.2.1 平面导轨工作台法向支承磁阻尼 73

6.2.2 磁阻尼消振分析 76

6.3 磁阻尼力的计算与分析 79

7 非线性功放的补偿算法 83

7.1 非线性功放的基本原理 83

7.1.1 非线性功放 83

7.1.2 非线性补偿 84

7.1.3 非线性功放的结构 85

7.1.4 非线性功放的应用 86

7.2 磁性材料的非线性 88

7.2.1 磁滞现象 88

7.2.2 磁滞回线族 89

7.2.3 电磁铁的非线性 89

7.3 非线性功放软件整体结构 90

7.4 功放的非线性补偿的实现 91

7.4.1 预测算法 91

7.4.2 分段线性化 95

7.4.3 预置参数法处理 96

7.4.4 非线性功放的信息处理 98

7.4.5 查表法补偿 100

7.5 PWM控制的软件 101

8 主动磁悬浮驱动系统的应用 103

8.1 基本参数 103

8.2 驱动系统的应用 104

8.3 分段线性化的效果 106

9 主动磁悬浮系统的特征主导型控制 108

9.1 特征主导型控制 108

9.2 特征主导型控制的相位同步与强度转换 110

9.3 导轨平动段的PID主导控制 113

9.3.1 PID主导控制的磁悬浮导轨系统 113

9.3.2 智能PID控制器中参数的确定 114

9.3.3 PID主导控制的流程 115

10 主动磁悬浮系统的性能分析 118

10.1 磁悬浮导轨控制系统组成 118

10.2 系统主要硬件组成 119

10.2.2 滤波器技术参数分析 122

10.2.3 信号检测电路设计 124

10.3 磁悬浮系统稳定性评估的一般方法 125

10.4 系统性能指标测试平台 127

10.4.1 系统实验平台 127

10.4.2 测试方法 127

10.4.3 传感器的标定 128

10.4.4 磁悬浮平台传感器布局 129

10.4.5 传感器选型 129

10.5 系统调试及系统参数验证 130

10.5.1 磁阻尼作用下的静态参数测试 130

10.5.2 冲击响应及动态测试数据及分析 132

参考文献 135