基于PC机的磁悬浮轴承实时控制系统的研究

本文根据磁悬浮轴承 PC 机实时控制系统的要求,成功研制了用于 PC 机实时控制系统的 PCI 控制卡,该控制卡具有 8 路 10 位 A/D 采样通道、8 路 12 位D/A 输出通道,并运用捕获方式实现了转速测量功能;其中 A/D 采样部分,通过采用干扰避开法实现了多通道同步集中采样和多通道同步分散采样技术,解决了开关功率放大器对控制系统的干扰问题;D/A 输出部分,可以实现多通道集中输出,也可以多通道分散输出;满足了磁悬浮轴承集中控制和分散控制的要求。并在 DOS7.1 版本操作系统上,成功移植了μC/OS?ΙΙ 实时调度内核,满足了磁悬浮轴承控制系统的硬实时多任务特性;应用 C 语言设计了 PCI 驱动程序和相关的控制任务程序,与实时多任务调度程序共同形成最终控制软件。并在此系统上运用超前 PID 和H∞ 算法实现了五自由度磁悬浮轴承系统的静态悬浮和高速运转。 试验表明:PCI 控制卡具有性能好、可靠性高、成本低等特性;与基于 DSP的数字控制硬件平台相比,该 PC 机控制系统具有使用简单、成本低、开发效率高、性能好的优点,为研究磁悬浮轴承的先进控制器提供了良好的软硬件平台。