飞轮电池磁悬浮控制系统的仿真和实验研究

提出了一种用于飞轮电池的电磁和永磁混合磁悬浮轴承设计方案,其轴向位移由电磁铁主动控制,其余自由度由永磁铁以吸力方式给以约束,同时由永磁铁提供电磁控制的偏置磁场。对电磁力和永磁力进行了有限元计算和线性化,建立了磁悬浮控制系统的模型。对系统在不同的PID控制器参数下。受到阶跃扰动力的位移响应进行了仿真。采用上述磁悬浮方案和PID控制器,完成了一个单自由度磁悬浮实验,测试了飞轮转子轴向脉冲力位移响应。实验结果证实上述磁悬浮方案和控制器能够实现飞轮转子的稳定悬浮。