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可變磁路式永磁懸浮系統的防跌落防吸附控制

來源:未知 發布時間:2021-01-30熱度:
磁懸浮技術被普遍應用于磁懸浮微動平臺、航天范疇、軸承,以及交通運輸范疇[1- 4]。磁懸浮系統的非線性特性,使得懸浮控制技術成為整個磁懸浮系統的中心之一,許多專家學者停止了大...

磁懸浮技術被普遍應用于磁懸浮微動平臺、航天范疇、軸承,以及交通運輸范疇[1- 4]。磁懸浮系統的非線性特性,使得懸浮控制技術成為整個磁懸浮系統的中心之一,許多專家學者停止了大量的控制研討[5- 8]。常見的磁懸浮控制辦法是將非線性系統在均衡點處線性化,依據線性化后的模型采用容易完成的反應控制算法[9-10],當系統偏離工作點時,系統的跟蹤性能會疾速變差,呈現動搖以至跌落下去或吸附到導軌上,對系統形成毀壞。文獻[11]設計了一套由預測模塊和維護模塊組成的防吸死系統,由位置傳感器檢測間隙,經過開關切換電流;文獻[12]經過對位置反應和電流反應停止非線性組合,使系統在偏離均衡點時懸浮力疾速變大;文
設計了一種非線性功放補償電流增量,使差動電磁鐵的電磁力增量為線性變化,減小了非線性對系統的影響;文獻[14]經過設計零位移控制器,使電流和電磁力成線性關系,進步控制精度;文獻[15]設計了一種永磁懸浮氣隙控制辦法,由壓電驅動器改動懸浮物與永磁體之間的氣隙,從而改動懸浮力,由于永磁鐵的磁力不能隨意調理,懸浮物若吸附到磁鐵外表,氣隙控制法不能使懸浮系統自恢復到穩定;文獻[16]經過制動器在磁路中插入可控磁體,設計了一種永磁懸浮可變磁路控制辦法。文獻[17]經過壓電和磁致伸縮復合資料改動兩個導磁體的磁通量調理懸浮力完成永磁懸浮。 
隨著稀土永磁吸盤資料性能的不時進步,新型永磁資料較高的能積比、無發熱、構造緊湊、功耗低、牢靠性高等優點吸收了許多學者努力于永磁懸浮系統的研討[18- 22]。永磁懸浮技術可用于葉輪血泵中處理電磁懸浮安裝體積大、功耗高的缺陷[19]。由于永磁懸浮功耗低、壽命長的特性,永磁懸浮可用于軌道交通[20]。在飛輪中采用永磁軸承進步壽命[21]。永磁懸浮可用于紡紗機構中做非接觸驅動[22]。在斷路器中采用永磁機構完成非接觸控制[23]。經過兩個制動器改動懸浮物與永磁體之間氣隙,完成了兩自在度非接觸驅動[24]。在特殊環境下的非接觸回轉運動[25]。
可變磁路法較氣隙法更能便當的調理懸浮力,但與電磁懸浮經過電流改動懸浮力相比,變磁路控制需求制動器改動磁路進而改動懸浮力,系統存在較大滯后性,對控制請求高。傳統的線性控制辦法無法保證全氣隙控制性能,當懸浮物偏離均衡位置位移量較大時控制效果就會變差。 本文努力于將可變磁路式永磁懸浮系統應用于無塵傳送小車上。首先設計了單點可變磁路永磁懸浮系統,樹立可變磁路式永磁懸浮系統數學模型,并設計了一種防跌落防吸附控制器,當外擾使懸浮物偏離均衡位置時,懸浮力隨懸浮氣隙變化自動調整使系統快速穩定。
經過設計氣隙點的懸浮力控制懸浮力規律,不只能夠同時更好的統籌防跌落性能和防吸附性能,還思索了在均衡位置的緩和沖擊作用。當懸浮物偏離量過大,超越穩定區(接近支撐架或導磁體)時,懸浮力會依據懸浮規律的設置到達極值,使懸浮物回到穩定區,保證懸浮物不能與支撐架和導磁體碰撞。

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