基于DSP的电磁轴承控制系统及应用研究

摘要

该文主要进行电磁轴承控制理论、控制算法和基于DSP的控制器实现技术及应用研究.首先,该文总结了电磁轴承控制技术目前发展的概况和面临的主要问题,介绍了与此相关的理论和技术发展,并结合这些理论和技术,提出了解决控制问题的主要思路,即将智能控制理论与新的硬件实现技术相结合.之后,应用动力学分析的相关理论,建立了电磁轴承转子动力学模型.进而在对电磁轴承进行动力学分析的基础上,分别利用PID控制方法和神经网络控制理论建立了电磁轴承控制系统的控制算法,并分别对这两种控制算法的控制效果进行了仿真,比较了他们的控制效果.最后,讨论了利用数字信号处理器(DSP)技术实现控制器硬件结构和控制软件的相关问题,给出了控制器硬件框图和控制程序主要部分的流程图和程序,并对DSP实现的控制器性能效果进行了评估.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

§1.1国内外电磁轴承的发展概况

§1.2电磁轴承的研究现状

§1.3智能控制技术的发展及应用

§1.4神经网络的发展及应用

§1.5控制器的硬件平台的发展概况

§1.6本文的主要内容和研究意义

§1.7本章小结

第二章电磁轴承转子系统建模与分析

§2.1电磁轴承控制系统的组成

§2.1.1电磁轴承的基本原理与结构

§2.1.2控制问题的提出

§2.1.3主要的控制难点

§2.1.4控制系统的结构

§2.2低速刚性转子电磁轴承模型的建立

§2.2.1转子动力学方程的建立

§2.2.2单自由度控制原理

§2.3高速刚性转子电磁轴承模型的建立

§2.3.1转子高速旋转时的受力分析

§2.3.2五自由度耦合系统的状态方程表示

§2.4本章小结

第三章电磁轴承控制器的设计及算法仿真研究

§3.1 PID控制方法及仿真

§3.1.1电磁轴承PID控制的主要思想方法

§3.1.2 PID控制器的设计

§3.1.3 PID控制器的仿真研究

§3.2神经网络控制器的设计及仿真

§3.2.1神经网络控制系统的特点

§3.2.2神经网络控制器的设计

§3.2.3神经网络控制系统的训练仿真

§3.3本章小结

第四章电磁轴承控制器的软硬件实现

§4.1控制器硬件结构的DSP实现

§4.1.1 DSP的硬件特点及在控制上的应用

§4.1.2电磁轴承控制器的硬件系统结构

§4.2 DSP实现控制器的软件系统

§4.2.1 DSP的程序开发和调试系统

§4.2.2控制算法的程序实现

§4.3 DSP控制器实现性能评价

§4.4本章小结

第五章本文总结

参考文献

致谢

附录

作者攻读硕士学位期间发表的论文

西北工业大学学位论文知识产权声明书及原创性声明