磁悬浮浮筏隔振系统神经控制研究与设计

【摘要】： 机械振动广泛存在于社会生产生活当中,深深地影响人们的生产生活。因此,从上世纪三十年代起人们针对振动现象一直致力于振动理论的发展。从机械结构的单层隔振到双层隔振,从双层隔振到浮筏隔振。从简单的被动元件隔振到理论更加丰富的主动隔振。人们伴随着振动现象逐渐加深对振动控制理论的研究。 本文将磁悬浮支承作为主动隔振系统的一部分,研究其在低频机械振动控制中的控制特点。对作为控制系统中执行机构的磁悬浮支承进行了深入研究,详细分析了磁悬浮隔振系统控制原理及数学物理意义,明确了磁悬浮控制的控制结构。将磁悬浮主动隔振器应用到浮筏系统的主动控制中,利用其刚度阻尼可主动控制的优势,研究磁悬浮浮筏的控制特点。并对浮筏隔振中磁悬浮隔振器的布局和激振方式进行了研究和设计。 本文针对浮筏研究的复杂性,对激振方式以及激振信号进行了科学合理的选取。借鉴磁悬浮轴承,以及电机中常用的驱动技术、控制方法,对磁悬浮浮筏串级控制结构进行了深入仔细的研究。讨论了内环控制系统,也就是功放的研究方法和设计过程。特别是在大电感电磁线圈上进行了PWM电流跟踪技术的理论研究以及实验测试。详细讨论了系统各个部分在磁悬浮这一特定环境中应注意的问题。研究了电涡流位移传感器的工作原理并进行了相关信号转接电路的设计和PCB设计。在磁悬浮背景下,深入研究使用protel软件开发相关电路板的特点和开发方案。在外环使用PID控制理论和实验的基础上,研究鲁棒性更强的算法。论文根据浮筏耦合复杂,以及电磁线圈的非线性特点,在比较模糊控制等智能算法的基础上,选择神经控制进行系统研究与设计。针对控制系统中不同的性能指标进行仿真调试,以及算法的计算机实现。根据控制平台调试中的实际需要,使用Visual C++6.0进行了串口调试软件的设计和开发。