基于FPGA的磁浮軸承控制系統研究

在圖2所示的簡化模型中，其磁鐵和推力盤間總的吸力為：

由于有電磁力F∝i(t)2/x(t)2，其中i(t)為激磁電流，x(t)為對應氣隙，因此，要使轉子穩定懸浮在平衡位置，必須滿足f=F-mg=0。假設輸入初始電流為i0，轉子與電磁鐵間的氣隙為x0，如將轉子作為單質點總集中質量來處理，那么，當轉子質心在Y方向上有向上的偏移量X時(轉子僅存在平移，無干擾力存在)，其轉子的中心運動方程可表示為：

事實上，軸向磁鐵和徑向磁鐵具有相同的線性化數學模型，只是電流剛度和位移剛度不同，因此，軸向和徑向可采用相同的控制方法。
在模擬控制系統中，控制器最常用的控制是PID控制，PID控制由于其自身的優點，在工業生產過程中仍然得到了廣泛的應用。模擬PID控制器主要由三個典型的環節組成，即比例環節(P)、積分環節(I)、微分環節(D)。根據上述磁軸承系統的數學模型，可在Matlab環境下采用Simulink仿真工具對磁浮軸承軸向系統進行仿真，以觀察其輸出響應曲線。仿真數據取自實際磁浮軸承實驗裝置。由于電磁軸承本身要應用到實際生產當中去，因此，和普通的電機一樣，在工作過程中經常會遇到負載變化的情況。如風機、沖床和銑床等應用中存在軸向徑向的加載和減載等。下面以軸向軸承為例來分析加載和減載對系統的影響。為了方便進行模擬和數字的對比，首先可建立如圖3所示的頂層模塊，其中模擬控制系統仿真框圖如圖4所示，數字控制系統的仿真框圖如圖5所示。

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在本系統的仿真中，其數字PID使用xilinx提供的模塊集(blockset)構建而成，如圖6所示。
上述仿真中，偏磁電流i0為3．3 A(為仿真方便，取3．3 A并擴大1 000倍)，平衡氣隙x0為1mm，磁極的截面積S為10 500 mm2，電磁線圈匝數為150匝，真空磁導率μ0為4π×10－7 Vs／Am，另外，取：mg=733 N，1／m=0．013(為仿真方便，擴大1000倍)，kp=8 800，ki=18．5，kd=1 000 000，kp1=9 000，ki1=220 000，kd1=50，T=2×10-5。 上一頁 1 2 3 下一頁 關鍵詞： 控制系統 研究 軸承 磁浮 FPGA 基于 FPGA 評論 我來說兩句…… 驗證碼： 相關推薦 LabVIEW FPGA 模塊簡介 視頻 NI LabVIEW FPGA | 2009-04-01 基于FPGA的可編程數字濾波器系統 資源下載 Max FPGA 可編程數字濾波器 | 2007-12-14 LabVIEW 8.20技術資料大全簡介 資源下載 NI LabVIEW 射頻和通信 FPGA | 2007-12-11 2025年嵌入式世界大會：萊迪思尖端FPGA解決方案 嵌入式系統 嵌入式世界大會 萊迪思 FPGA Embedded World | 2025-05-21 ALTERA的PCI_IP Core問答集 資源下載 Altera FPGA PCI_IP Core | 2007-12-13 Altera: 采用全系列40-nm收發器FPGA和ASIC實現創新 視頻 Altera FPGA ASIC | 2009-07-13 基于運放的差動放大器 設計方案 基于 運放 差動 放大器 | 2009-07-06 Motorola大獎賽初賽結果公布 Gao | 2002-06-04 基于RC電路的一次性濾波器 設計方案 基于 電路 一次性 濾波器 | 2009-07-06 基于MSP430F133的電子鎮流器綜合測試儀 設計方案 基于 MSP430F133 電子 鎮流器 綜合 測試儀 | 2009-07-06 基于SRAM的FPGA技術創新： 快速安全啟動機制深度解析 嵌入式系統 SRAM FPGA 安全啟動機制 萊迪思 Lattice | 2025-04-28 FPGA如何同DDR3存儲器進行接口? 視頻 Altera FPGA DDR3 | 2008-06-18 Microchip推出成本優化的高性能PolarFire Core FPGA和SoC產品 嵌入式系統 Microchip PolarFire FPGA | 2025-05-22 實時的噪聲源定位系統 視頻 NI LabVIEW FPGA | 2009-03-25 基于D類功放專用驅動芯片驅動的高保真純正弦波逆變器1 設計方案 基于 功放 專用 驅動 芯片 高保真 正弦波 逆變器 | 2009-07-06 Altera的FPGA下載常見問題經驗小結 資源下載 Altera FPGA 常見問題經驗 | 2007-12-13 開啟工業4.0：集成EtherCAT和萊迪思FPGA實現高級自動化 嵌入式系統 EtherCAT 萊迪思 FPGA | 2025-05-22 3-DES算法的FPGA高速實現(Xilinx) 資源下載 Xilinx FPGA 3-DES算法 | 2007-12-13 基于D類功放專用驅動芯片驅動的高保真純正弦波逆變器 設計方案 基于 功放 專用 驅動 芯片 高保真 正弦波 逆變器 | 2009-07-06 高速ADC與內置嵌入式串行收發器的FPGA接口 視頻 Altera FPGA ADC Linear 串行收發器 | 2009-05-19 Altera獨立了 但還沒有告別英特爾的吸血 嵌入式系統 Altera 英特爾 FPGA | 2025-04-21 AMD慶祝Xilinx成立40周年 嵌入式系統 AMD Xilinx FPGA | 2025-06-03 情境感知AI：利用FPGA技術增強邊緣智能 智能計算 情境感知 AI FPGA 邊緣智能 Lattice sensAI | 2025-05-08 基于高云Arora-V 60K FPGA實現的MIPI CPHY轉MIPI DPHY透傳模塊 嵌入式系統 高云 Arora-V FPGA MIPI CPHY MIPI DPHY | 2025-04-23 基于VxWorks的多DSP系統的多任務程序設計(老站轉) amine | 2002-05-28 CAX軟件交流 hpnet | 2002-05-28 基于信號完整性分析的高速數字PCB的設計方法 hpnet | 2002-06-05 陳立武出手，FPGA江湖風云起！ 嵌入式系統 FPGA altera | 2025-04-21 5個必備的FPGA設計小貼士 嵌入式系統 FPGA | 2025-05-07 Motorola大獎賽初賽結果公布 Gao | 2002-06-04 上一篇：帶遠程監控的路燈照明 節電控制系統設計 下一篇：基于模糊控制的機器人尋線控制系統改進設計 技術專區 FPGA DSP MCU 示波器 步進電機 Zigbee LabVIEW Arduino RFID NFC STM32 Protel GPS MSP430 Multisim 濾波器 CAN總線 開關電源 單片機 PCB USB ARM CPLD 連接器 MEMS CMOS MIPS EMC EDA ROM 陀螺儀 VHDL 比較器 Verilog 穩壓電源 RAM AVR 傳感器 可控硅 IGBT 嵌入式開發 逆變器 Quartus RS-232 Cyclone 電位器 電機控制 藍牙 PLC PWM 汽車電子 轉換器 電源管理 信號放大器 關閉 主站蜘蛛池模板： 读书| 呼伦贝尔市| 曲松县| 渝北区| 日喀则市| 罗山县| 晋州市| 通江县| 图们市| 类乌齐县| 台山市| 盐池县| 安平县| 宁德市| 微山县| 金乡县| 泗洪县| 田阳县| 禹州市| 当涂县| 泰宁县| 会昌县| 塔河县| 平山县| 志丹县| 云浮市| 南召县| 绩溪县| 尖扎县| 江油市| 石景山区| 万宁市| 安新县| 惠水县| 清水河县| 大理市| 本溪市| 德保县| 汉沽区| 广元市| 巍山|

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