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磁悬浮轴承系统仿真研究

冯恒  
【摘要】: 本文以五自由度磁悬浮轴承装置为研究对象运用虚拟样机技术进行仿真研究。磁悬浮轴承定子及转子的结构和电磁铁参数以及转子、位移传感器、功率放大器和PID控制器的传递函数是仿真研究的基础。 利用电磁场有限元分析软件ANSOFT/Maxwell对磁悬浮轴承进行电磁场分析,得到轴向与径向磁悬浮轴承的磁力线和磁感应强度等主要电磁场特征参数的分布图,并根据仿真的数据推导出轴向和径向非线性电磁力的表达公式,为更精确地建立磁悬浮轴承系统的数学模型提供依据。 使用动力学仿真软件ADAMS和控制系统仿真软件MATLAB/Simulink分别建立磁悬浮轴承虚拟样机的机械系统模型和控制系统模型,进行机电一体化的联合仿真。分别对轴向(一个自由度)和径向(两个自由度)磁悬浮轴承进行联合仿真,在虚拟环境下转子能实现稳定的静态悬浮,并得到转子的起伏特性曲线。仿真结果表明通过ADAMS和MATLAB/Simulink进行联合仿真来模拟现实实验的可行性和正确性,为运用虚拟样机技术进行磁悬浮轴承系统设计提供了一种方法。


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