标题: 挠性转子磁浮轴承之系统动态分析,控制研究及DSP控制板之实现(I)
Dynamic Analysis,Controller Investigation and DSP Realization for Magnetic Bearing Supported Flexible Rotating Shaft(I)
作者: 李安谦
LEE AN-CHEN
交通大学机械工程系
关键字: 磁浮轴承;共振频率分析;挠性模态;Observer-controller compensator;DSP
公开日期: 2005
摘要: 本计画为二年期计划,整个计划之目标在完成一挠性转子磁浮轴承系统之系统动态分析、控制法则研究及DSP控制板之实现。其内容包含磁浮转子的自然共振频率分析、挠性转子特性分析、磁浮转子挠性模型的建立与结合本实验室初步发展的Observer-controller compensator设计、并发展适合的DSP及FPGA控制板完成控制系统整合与测试目标。
在第一年计划中,重点将放在磁浮转子之自然共振频率分析与挠性转子模型的研究,及DSP与FPGA控制板的设计与研发。本计划的转子转速设定在第一共振频率与第二共振频率之间,在转速稳态时,挠性转子模态约为第一与第二模态之线性叠加。且在加速过程中,挠性转子经过第一共振频率,此时转子因共振产生挠性变形,为使磁浮挠性转子系统动态稳定,预期利用本实验室所初步发展之Observer-controller compensator加以回授补偿,使主轴在旋转时能更稳定,以提高系统的可靠度以及符合所设定之控制规格。
第二年计划中,深入研究挠性转轴之磁浮轴承系统可能存在之控制问题,如一、高频动态造成量测Spillover及控制Spillover。二、Right-half plane 的极点及零点造成以output feedback控制上的极限。三、Right-half plane 极点及零点的数目造成parity interlacing property (p.i.p),此p.i.p. 性质将使的output feedback控制器存在strong stabilization 的问题。四、感测器与制动器非同点置放(non-collocated),使得靠近虚轴附近之极点及零点位置之变动或零点消失,造成稳定系统之控制器设计有一定之难度。五、系统的偏心力或外界干扰如impulse disturbance等以及内部参数之不确定将造成符合规格之控制器存在一定的难度。初步规划在Observer-controller compensator设计,将采用回路成型的原理,而设计出来的Observer-controller compensator不但拥有两个参数(Q和H)并且具有强健性,可对于挠性转子的问题提供解决方法。再来,将第一年所发展DSP与FPGA控制卡,结合上述控制理论做一个完整的系统整合与实现,予以实验测试电磁铁式磁浮转子的性能与控制理论验证。
官方说明文件#: NSC94-2213-E009-122
URI: http://hdl.handle.net/11536/90171
https://www.grb.gov.tw/search/planDetail?id=1136931&docId=217298
显示于类别:Research Plans


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  1. 942213E009122.PDF

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