主動磁軸承支承的電主軸數(shù)字控制系統(tǒng)研究.pdf

1、主動磁軸承支承的電主軸是一種高科技機(jī)電一體化產(chǎn)品，利用電磁力使轉(zhuǎn)子懸浮的非接觸式軸承，具有傳統(tǒng)軸承所沒有的轉(zhuǎn)速高、功耗低、無磨損、壽命長、便于控制等一系列突出優(yōu)點(diǎn)，使得磁懸浮電主軸在航空航天、真空技術(shù)、渦輪機(jī)械及機(jī)床等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。本課題在國家自然科學(xué)基金(60974053)和江蘇省自然科學(xué)基金(BK2012707)等支持下研究了一種新型交流主動磁軸承支承的電主軸系統(tǒng)，建立了該系統(tǒng)的狀態(tài)方程，并利用動態(tài)遞歸模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆這一理

2、論方法對電主軸系統(tǒng)進(jìn)行解耦，構(gòu)建了五自由度主動磁軸承支承的電主軸數(shù)字控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺，并進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究。主要研究工作如下:
　　 首先，給出了五自由度主動磁軸承支承的電主軸的總體結(jié)構(gòu)，在分析二自由度交流主動磁軸承和單自由度軸向磁軸承的結(jié)構(gòu)與工作原理的基礎(chǔ)之上，采用磁路等效原理，分別推導(dǎo)了徑向和軸向懸浮力的數(shù)學(xué)模型，最后建立了五自由度主動磁軸承支承的電主軸的狀態(tài)方程。
　　 其次，介紹了動態(tài)遞歸模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆的基本理論

3、，利用該理論對五自由度主動磁軸承支承的電主軸進(jìn)行解耦研究，采用動態(tài)遞歸模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加積分器來構(gòu)造被控對象的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆，模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逆與原系統(tǒng)串聯(lián)組成偽線性系統(tǒng)，利用線性系統(tǒng)理論對偽線性系統(tǒng)進(jìn)行了綜合和仿真，仿真試驗(yàn)表明這種控制策略能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)五自由度之間的動態(tài)解耦，且系統(tǒng)具有良好的動靜態(tài)性能。
　　 再次，介紹了以DSPTMS320F2812為核心的電主軸數(shù)字控制系統(tǒng)，重點(diǎn)闡述了數(shù)字控制系統(tǒng)中硬件與軟件的設(shè)計(jì)，其中硬件部分主