电磁轴承数字控制系统的设计与研究

电磁轴承是利用电磁力将转子无接触地悬浮起来的支承部件,由于它具有无摩擦、无污染、寿命长等优点,受到科技和企业界的重视。电磁轴承是一种高新技术,其研究涉及到电磁学、控制理论、机械学、转子动力学、计算机科学等众多领域。 本文在分析电磁轴承工作原理的基础上,建立了电磁轴承转子的单自由度数学模型。根据电磁轴承对数字控制器以及功率放大器的要求研制了基于DSP的两电平开关功率放大器,并完成了基于TMS320F240处理器的控制系统的硬件方案设计与实现。在硬件实现的基础上,完成了数字控制器的软件设计,包括PID控制算法、与PC机通讯、A/D、D/A等。最后给出了数字控制器硬件、软件调试方法。 本论文设计了两电平开关功率放大器和数字控制系统并完成了相关的实验,实现了电磁轴承转子的单自由度悬浮。