用于飞轮电池的电动磁力轴承的研究

针对飞轮电池目前存在的主要问题，如价格和可靠性，提出了一种新型被动磁悬浮支承系统，系统由轴向永磁磁力轴承和径向电动磁力轴承两部分构成．从电动磁力轴承的悬浮机理出发，分析转子在特定磁场下运动时的电磁力，建立了转子的状态方程，继而导出稳定运转条件，并通过设计实例导出转子在一定的设计参数下可在任何转速下稳定运转的重要结论．     

永磁磁力轴承的悬浮力的计算方法分析

阐述了虚功原理的有限元计算方法，采用虚功原理法对轴向永磁磁力轴承进行了悬浮力的分析和计算，并就该类轴承的两磁环之间的气隙和结构参数对轴承性能的影响进行了研究。计算结果表明，对轴向永磁磁力轴承，两磁环之间的气隙和结构参数对悬浮力有明显的影响，它为永磁磁力轴承的设计优化提供了理论依据。     

磁力轴承转子系统的Hopf分叉

研究ＰＤ控制器作用下的分散控制型磁力轴承转子系统，结果表明：磁力的非线性是引起系统自激振动的原因之一。通过研究两种非共振情况下的Ｈｏｐｆ分叉，分析了系统参数对自激振动的影响，给出条件稳定准则，还得到了共振情况下的系统响应方程。     

磁力轴承控制系统任务调度算法研究

在分析了磁力轴承控制系统任务特性和经典的RM及EDF调度算法特性基础上，提出了控制系统中具有智能决策能力的实时任务调度算法．该算法吸收了RM与EDF算法的优点。通过动态地改变任务的周期而有效地进行任务调度，并能进行在线系统检测．对调度算法特性进行了理论分析，指明了算法可行的条件，并对CPU的利用率进行了定量计算与分析．     

智能磁力轴承实现中的静态设计方法

电磁轴承是磁悬浮原理在机械领域中的一个应用实例,因其具有运动阻力小、无接触摩擦和磨损、功耗低以及寿命长等优点,而受到科学家和企业家的普遍关注,又由于其设计问题涉及多个学科领域的专业知识而增加了难度,使得其推广和应用受到一定的限制.利用机器人的理论和技术可赋予电磁轴承以专业设计人员的“智慧”,使它能够“独立”地“鉴别”将要“面对”的任何转子(或悬浮体),再根据“已有的专业知识”,包括“设计经验”,对转子(悬浮体)系统进行静动特性分析的综合分析,“在线设计”出系统合适的控制参数,实现稳定的悬浮支承.这就是智能磁力轴承的主要思想.     

磁力轴承的电磁力分析及刚度研究

首次考虑了磁力轴承控制电流中位移反馈成分对磁力的影响,分析了稳定性对磁力的要求,通过求解控制电流方程,首次给出了磁力轴承的刚度估计及设计公式,并讨论了磁力轴承特征参数对轴承刚度的影响。     

磁力轴承的模糊控制

介绍了磁力轴承系统的工作原理和数学模型,针对该系统的高度非线性、本质不稳定性和参数不确定性,提出了一种控制算法较为简单的模糊控制方案,通过分析得出影响模糊控制器稳态误差大小的两个主要因素为比例因子ke和误差e的量化论域中"0"点的量化策略.在Simulink中的仿真结果表明,将模糊控制器用于磁力轴承系统的控制,与PID控制相比,系统超调小,调节时间短,抗扰动能力强,且能达到一定的控制精度.     

永磁立轴式轴向磁力轴承的实验与动态分析

同常规轴承相比，磁力轴承有许多独特的优点，使其应用更为广泛。本文就永磁立轴式轴向磁力轴承的结构；承载能力与间隙、与横向位移的关系；横向滑移力与间隙、与横向位移的关系以及刚度进行了实验研究，并提出了几种改进磁力轴承动态性能的措施     

轴向磁力轴承数字控制系统的设计

以轴向磁力轴承为研究对象,给出了它的数学模型。介绍了新型数字控制系统的硬件设计和软件设计,并对其进行了试验研究。试验结果表明,该系统响应速度快,具有较好的控制稳定性和运转稳定性、较强的承载力和刚度。     

磁力轴承的发展及应用

综述磁力轴承的基本原理、优越性、分类、发展历史以及国内外应用研究现状,特别是磁力轴承在转子振动主动控制中的应用—电磁动力吸振器;提出电磁动力吸振器固有频率控制的新方法—间隙控制法,即保持电磁铁线圈电流不变,只通过调整电磁动力吸振器与转子之间的间隙来改变动力吸振器的固有频率;详细论述了采用间隙控制法的间隙控制型电磁动力吸振器的结构和原理。通过分析刚度计算公式,表明采用间隙控制法的电磁动力吸振器,固有频率调节范围宽,系统功耗小,响应速度快。     

电磁轴承及其应用研究综述

电磁轴承作为一种新型无接触的支承形式,其无摩擦磨损、转速高、无需润滑、寿命长等优点和广阔的应用前景引起了国内外工程界和学术界的广泛关注,是目前机电工程和自动控制等领域研究的主要课题之一.文中全面地综述了电磁轴承的基本原理、发展历史、分类、优越性以及国内外应用研究现状,总结了在直流主动控制吸力型电磁轴承中广泛采用的各种控制策略,指出了工程应用研究中仍需解决的关键问题及其发展方向.电磁轴承在大功率、高转速场合的工业应用和数字控制技术将逐渐成为应用研究的主流.     

蚁群算法PID控制器在磁轴承控制系统中的应用

磁悬浮轴承是磁悬浮转轴系统的重要组成部分.由于磁轴承具有较大的非线性,难于控制,采用常规的参数整定方法很难达到较好的控制效果.因此,采用不完全微分PID控制算法,利用蚁群算法根据设定的系统性能指标实时优化控制器参数.仿真结果证明,这种控制器能够很好地满足系统性能指标的要求.     

电磁推力轴承磁路计算方法的改进

用有限元法对同向和反向偏流输入情况下各种结构布置形式的电磁推力轴承系统按整体模型进行磁场和承载力的计算,分析了不同结构型式对磁通分布和电磁力大小的影响。以磁路的基尔霍夫定律和欧姆定律为基础,将电磁推力轴承的整体磁场模拟为等效的电路网络,探讨了不同磁路的磁阻计算方法,然后通过简单的串、并联电路分析,算出整体磁场中的磁通分布和电磁力值,其结果与有限元分析相一致。确认了等效网路法对电磁轴承考虑漏磁影响的整体结构设计计算的适用性,并给出了具体的计算方法。     

基于双环PID控制的磁悬浮推力轴承试验研究

针对磁悬浮推力轴承的实时控制特点，依据PID控制理论，提出了双环PID控制策略，经过MATLAB仿真和基于DSP实验．验证了其在磁悬浮推力轴承控制中的良好性能。     

电磁轴承系统及其仿真方法

电磁轴承是复杂的机电磁一体化系统,对其进行精确的分析研究是一项相当困难的工作．应用系统的线性简化模型可满足系统控制器设计的需要．如果用实验验证则需的经费大,周期长;而利用计算机对电磁轴承系统进行仿真是一种获得其有关特征的简便、有效的手段．本文以平面内两自由度独立控制方式为基础,介绍在时域内,对于简化为一个质点的转子运动轨迹进行仿真的方法．所得结果已由一个应用实例予以验证．     

磁悬浮止推轴承控制系统的分析与设计

介绍了磁力轴承的主要特点及应用,并以一磁悬浮止推轴承模型作为研究对象,建立了系统的数学模型。应用状态反馈法及数字控制技术进行了控制系统设计,设计了控制系统调节器,并给出了实验结论。     

电磁推力轴承的力学特性研究

文中讨论了计入推力盘静态倾斜影响后的电磁推力轴承的力学特性,导出了其静、动特性的系数公式,并结合某涡轮膨胀机的电磁推力轴承进行了实例计算．结果表明,推力盘的静态倾斜对电磁推力轴承的力学特性将产生显著影响,使得电磁推力轴承对系统中的电磁径向轴承产生强烈的耦合作用．该结果可用于五自由度电磁轴承转子系统的机电耦合的动力学分析．     

磁悬浮主被动飞轮和被动磁轴承轴向力设计分析

针对现有商业卫星用磁悬浮飞轮存在发射成本高、体积大、重量大、功耗大、结构复杂和控制难度大等缺陷,提出了采用三自由度自稳定被动磁轴承代替原有磁轴承方案的磁悬浮主被动飞轮。分别介绍了飞轮和被动磁轴承结构、工作原理;通过等效磁荷法对被动磁轴承轴向力和轴向力刚度进行了数学建模;采用数值分析法,对被动磁轴承不同高宽比和气隙宽度的轴向力—位移曲线进行分析比较,并基于工程实际,选用高宽比为2和气隙宽度为1mm的被动磁轴承模型;采用有限元法,对飞轮在仅轴向偏移、径向偏移扰动、径向扭转扰动和同时发生径向偏移扰动与径向扭转扰动四种工作状态下轴向力自稳定性进行了分析。研究结果表明,轴向自稳定性满足性能需求,该自稳定被动磁轴承为商业航天卫星的磁悬浮飞轮的性能提升与成本降低提供了新的思路。     

基于TMS320F28335的新型恒流源偏置磁轴承控制方案设计

介绍了恒流源偏置磁轴承的研究进展,并设计一种新型恒流源偏置电磁轴承控制方案。该方案以TMS320F28335 DSP芯片为控制核心,详细介绍了所用开关功放的电路原理图以及新型恒流源偏置磁轴承的绕组结构与控制原理。研究表明,新型控制方案有助于提高恒流源偏置磁轴承的响应速度和控制精度,有很好的参考价值。