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电磁轴承也称磁悬浮轴承,是一种利用电磁力将转子稳定的悬浮在空中的新型机电产品。它具有无摩擦、无需润滑、允许转速高、动态特性可调等优点,在一些特殊的场合上所体现出的性能是传统轴承无法比拟的。因此,对电磁轴承的相关研究具有重大的实际应用价值。
本文阐述了磁悬浮轴承的工作原理和性能特点,论述了磁悬浮轴承的发展趋势及其广泛的应用领域,这些都预示着磁悬浮轴承的产生,将引起支承技术的产业革命。
文章从电磁场的基础理论开始,分别叙述了电磁场中的基本物理量,磁性材料的基本特性,以及Maxwe11方程组,并对人工神经网络的研究历史和基本功能进行了介绍。电磁轴承的控制系统是电磁轴承系统中最重要的一环,控制系统的好坏直接影响到整个系统的性能,主要包括稳定性、动刚度、抗干扰能力等。文中对电磁轴承控制系统的组成及工作原理作了说明,重点对控制系统的硬件部分设计作了详细介绍,包括DSP芯片的选定,滤波器的设计,以及微位移传感器的设计等。
本文对磁悬浮轴承的控制系统进行了较为全面的仿真,首先从一个单自由度的磁悬浮控制系统入手,利用Simnulink软件进行仿真,然后考虑电磁轴承的控制系统实际上是一个五自由度的系统,因此在Simulink环境下建立了五自由度控制系统仿真模型,并利用BP神经网络算法和PID控制算法相结合的方法得到相应的仿真结果,基本与实际情况相符合。