軸向磁力軸承數字控制系統的設計劉曉軍，劉小英。胡業發，柴蒼修武漢理工大學機電工程學院，武漢430070和軟件設計，并對其進行了試驗研宄。試驗結果明，該系統響應速度快，具有較好的控制穩定性和運轉穩定性。較強的承載力和剛度。

　　磁力軸承由定子和固定于主軸上的轉子組成；此夕，還有套電磁力的控制系統，由傳感器檢測轉子的偏移量，通過反饋回路調節定子線圈中的電流，從而實現轉子位置的自動調節。它與傳統的軸承相比具有如下顯著的優點1無機械接觸無摩擦不需要潤滑裝置功耗小可以超高旋轉；2其剛度和阻尼可調，轉子易通過臨介轉速，消除了附加振動，旋轉精度，3數字控制的磁力軸承，硬件電路簡單，軟件可變性大，可實現復雜規律控制；4能實現人機雙向通訊，其控制參數可在線調整。數宇控制的磁力軸承山于具有模擬控制所+幾備的系列優點，越來越受到人們的，櫻，庸厥，控系統的設計與研究，己成為今后磁力軸承的主要發展方向的重要課。

　　1軸向磁力軸承的數學模型及分析系統1要由轉子定子和控制系統組成。轉子位移勾外界干擾力之間的閉環傳遞函數為其中為轉子偏離衡位迓的位移，凡山為外界干擾力，從為轉子的質量，為調節器傳遞函數。

　　報1穩定條件。要使系統穩定。其調節器中必須包含比例項目和微分項，為消除靜差我們再引入枳分項，此外，要改矜頻特性我們還應考慮引入濾波環節。朽0調節器的傳遞函數為2軸向磁力軸承硬件電路設計2.1位置檢測系統位置檢測采用電渦流傳感器無接觸無，性地測量轉軸位移參數，其靈敏度為10，爪，測量收稿曰期基金項目湖北省自然科學基金資助項目90乃8.

　　別曉軍1966，男，湖北武漢人，博士研宄生，主要從事機械設計與自動控制方面的研宄。

　　比較佳距離為安裝間隙范圍為7，在使用傳感之前必須先對傳感器進行標定，12，0.輸出電壓與位移成線性關系，達如下實驗測得位移與前置放大器的輸出電壓關系如UKd 1.根據1作出關系曲線2.

　　其中為比例系數，為輸出電壓，尤為位移量。

　　2.2比較器放大環節和功率放大2.4微型計算機的選擇將傳感器測得的位移信號與參考信號相減形我們選用486，2微型計算機作為數字控制成偏移，其式為器。它與控制軟件共同組成，調節器。

　　其中心為偏移量，沖為前置放大器輸出電壓為參考信號。

　　放人環節傳遞函數為⑴功率放大傳遞函數為其中心為功放錢圈系統的增益，7為時間常數。

　　本系統選擇的5484，轉換板是，變換器光電隔離器串并轉換電路，具采集違度快測量精度高的特點，而且可使計算機控制部分與現場信號隔離，保證采集系統的安全，適用于工業精密測量，輸入電壓范圍為5，采集時間為3軸向磁力軸承控制系統軟件設計控制程序的任務是1完成系統初始化；2進行數字濾波；3完成人0轉換；410控制算法的實現；5完成0人轉換。其控制算法如下ukuk 494幾，分別為比例積分微分常數，其值根據磁力軸承的工況在線調整。系統控制程序框閣3.

　　4軸向數控磁力軸承系統試驗研究控制穩定性和運轉穩定性是磁力軸承使用上，轉換選15486模板，該模板為12位帶1冗0變換器光電離器的高速，轉換板，其輸出電范圍，5，電壓輸出建立時間不大幻拉制穩定忡實現靜態懸浮是控制式磁力軸承要解決的首要技術課，當磁力軸承穩定懸浮時，我們從2，開始加載至，0然1逐漸于囔42015心。以6，咖6蚶，此1激叉局，髹穩哞鼻加華中師范大學學報自然科學版運轉穩定性實現控制穩定后的磁力軸承，當機器變速轉動后，就有振動產生，由于磁力軸承無機械摩擦，因而無機械阻尼，極易產生自激振蕩。我們將主軸置于種不同的轉速，逐漸加載，測試主軸位移變化情況。再逐漸減小載荷。以測試主軸的位移變動。當主軸靜止時，軸向位移比較小為0.2，13屯軸轉動時，軸向位移增大兒轉速為640肘比較火為2.7抓實驗測適磁，捕，有頻率為出左右，由此可知，轉速與固有頻率接近時，軸向位移比較大承載力與剛度特性實驗明該系統的比較大承栽力為00.轉產與定產間隙在5421.000，范圍時，其剛度較大，小于0.542 1后，剛度明顯變差。

　　浮起響應通過鄧，61波器觀測，其響應時間為10，左右。

　　5討論承載力磁力軸承的承載能力取決于磁場吸引力或排斥力的大小，而磁場力的大小由定子線圈中的電流確定。穩定懸浮時，隨著負載力的增加，線圈電流也在增加，承載力的極限值由磁力軸承的結構參數和擰制系統共決定。

　　1.處穩定性較好，通常轉子與定子間隙在06，1左右比較合適。

　　其剛度比較大。

　　轉速與固有頻率接近時，軸向位移增大。

　　由試驗測試的數據分析可知。采用數字控制的磁力軸承具，控制參數可在線調整的優點，因此可使系統達到比較佳運行狀態，本系統具有較好的控制穩定性運轉穩定性和較強的承載力，其響應速度快。剛度大，可滿足工業使用要求。